Канд. техн, наук П. В. ЯКОБСОН
лауреат Сталинской премии
ИСТОРИЯ ТЕПЛОВОЗА
В СССР
ВСЕСОЮЗНОЕ
ИЗДАТЕЛЬСКО-ЛОЛИ! РАФИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ
МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Москва I960
Автор настоящей книги, Пе>р Васильевич
Якобсон, работает в области дизельной тяги с
момента постройки первых отечественных тепло-
возов. Используя богатые личные воспоминания,
а также различные литературные источники, он
рассказывает о том, как была решена проблема
создания и использования тепловоза на железных
дорогах СССР; знакомит читателя с особенностя-
ми развития отечественного тепловозостроения.
Книга рассчитана на инженеров и техников,
работающих в области эксплуатации, строитель-
ства и усовершенствования тепловозов.
Редактор инж. А. С. БЛИЗИЯНСКИЙ
ОТ АВТОРА
Более полувека прошло с тех пор, как возникла идея создания
дизельного локомотива. За это время тепловозы прошли долгий и
трудный путь развития и теперь широко применяются на железных
дорогах.
В рождении самой идеи тепловоза, развертывании научно-ис-
следовательской работы в этой области, организации тепловозо-
строении и эксплуатации новых локомотивов наша Родина явилась
пионером, значительно опередив другие страны.
В самом начале нынешнего столетия крупные ученые —
В. И. Гриневецкий, Я. М. Гаккель, Л. Н. Шелест н Др. — предло-
жили теоретически и конструктивно разработанные эскизы тепло-
возов непосредственного действия н с различными передачами.
Однако в условиях царской России эти и многие другие предложе-
нии не были осуществлены.
Только при Советской власти идея тепловоза воплотилась в жизнь.
Гениальный ум Владимира Ильича Ленина уже по первым проектам
тепловозов предугадал блестящую будущность нового типа локомо-
тва. Совет Труда и Обороны по инициативе Владимира Ильича
принял 4 января 1922 гг. решение о постройке тепловозов.
7 ноября 1924 г., в день празднования 7-й годовщины Великой
Октябрьской социалистической революции, первый в мире маги-
стральный тепловоз ГЭ1 (Щэл1) совершил свою первую поездку
но железной дороге.
В первоначальный период в СССР главным образом строились
опытные образцы тепловозов; развертывалась работа по выбору
их типов, экспериментальным исследованиям, организации экс-
плуатации и ремонта.
После Великой Отечественной войны крупным центром совет-
ского тепловозостроения стал г. Харьков. Сразу же после войны
на Харьковском заводе была организована серийная постройка
«епловозов ТЭ1, а затем тепловозов ТЭ2. В 1953 г. этот завод
построил первый тепловоз ТЭЗ мощностью 2 000 л. с. в одной сек-
ции, который в настоящее время является основным локомотивом
в тепловозном парке страны.
Решительный поворот к внедрению тепловозной тяги связан
с июльским (1955 г.) Пленумом ЦК КПСС н XX съездом партии.
Конкретная программа перевооружения наших железных дорог
3
содержится в утвержденных XXI съездом КПСС контрольных
цифрах развития народного хозяйства на 1959—1965 гг.
За годы, прошедшие после XX и XXI съездов КПСС, в области
внедрения тепловозной тяги на наших железных дорогах сделано
больше, чем за 30 предыдущих лет. Организована постройка тепло-
возов ТЭЗ на бывших паровозостроительных заводах. Созданы новые
типы тепловозов — пассажирский серии ТЭ7, маневровые разных
типов, тепловозы мощностью 3000 л. с. волной секции. К началу
I960 г. протяженность линий, обслуживаемых тепловозами, со-
ставила 14 300 км. Только за один 1959 г. — первый год семи-
летки - на тепловозную тягу переведено более 3 000 км желез-
ных дорог.
Автор настоящей книги поставил задачу познакомить читателя
с особенностями развития отечественного тепловозостроения,
с творчеством инженеров и техников, которые стремились к соз-
данию того или иного типа тепловоза.
Естественно, что отразить все предложения и проекты, сделан-
ные более чем за 50 лет, не представлялось возможным, поэтому
в книге описаны только наиболее интересные н оригинальные
предложения.
При работе над рукописью использованы различные литератур-
ные источники, перечень которых приведен в конце книги, а также
личные воспоминания автора.
В заключение автор считает своим долгом выразить благодар-
ность инженерам-тепловозиикам—кандидатам техн, наук Н. Г. Лу-
гиннну, Г. К Хлебникову, А. Н. Гуревичу, Л. М. Майзелю,
А. Е. Лобко за предоставление материалов по некоторым вопро-
сам, а также П. П. Темному, В. К- Юндзель и М. И. Ягуновой
за техническую помощь при подготовке рукописи к изданию.
С большой благодарностью вспоминает автор о помощи, ока-
занной ему проф. К. А. Шишкиным во время работы над ру-
кописью.
Автор будет признателен за пожелания и замечания, которые
читатели найдут возможным сделать по книге.
П. ЯКОБСОН
ГЛАВА I
ПРОБЛЕМА ЭКОНОМИЧНОГО ЛОКОМОТИВА
В период возникновения и развития промышленности (в конце
XVII и в начале XVIII вв.) создается множество рабочих машин,
среди которых наибольшее практическое значение имела паровая
машина. В дальнейшем много делается в области конструктивного
усовершенствования парового двигателя, в частности была создана
паровая турбина. Однако в ряде случаев для развивающейся про-
мышленности требовались компактные н экономичные двигатели.
В конце XIX в. появились двигатели внутреннего сгорания —
газовые, бензиновые, калоризаторные, построенные на принци-
пиально новой основе. В 1893 г. немецкий инженер Рудольф Дизель
предложил двигатель с таким процессом, при котором воспламенение
топлива (жидкого, газообразного или пылевидного) достигалось
бы не от постороннего источника, а в результате сжатия до высокого
давления в рабочем цилиндре чистого, т. е. не смешанного с топли-
вом, воздуха. Такой двигатель по имени изобретателя был на-
зван дизелем.
Однако созданный Дизелем двигатель работал иа керосине,
чго в большой степени сдерживало его широкое применение.
При общем техническом отставании царской России ей в об-
ласти дизелестроен ня в начале XX в. принадлежало ведущее место.
Выпуск дизелей был организован в Коломне, Риге, Харькове,
Николаеве и других городах. В России впервые построен дизель,
работающий на сырой нефти, и применена бескрейцкопфная кон-
струкция двигателя, получившая в дальнейшем широкое распро-
странение.
Испытания первого дизеля на сырой нефти, произведенные в
1899 г иа заводе Нобель (в Петербурге), показали хорошие резуль-
таты. Он расходовал всего 240 г нефти на 1 л. с. ч. Испытания под-
твердили все достоинства дизеля (оставшиеся неизмененными и при
переходе на сырую нефть): плавность работы, способность работать
при средних и низких нагрузках так же спокойно, как и при полной
нагрузке, хорошее сгорание топлива, благодаря чему в цилиндрах
почти не оставалось нагара и не требовалось частого осмотра порш-
ней и колец. Быстрота пуска нефтяного двигателя оставалась такой
же, как и керосинового.
5
Среди русских строителей двигателей внутреннего сгорании
следует отметить конструктора Сормовского завода Г. В. Трин-
клера, сконструировавшего в 1896 г. калоризаторный двигатель
н в 1904 г. запатентовавшего устройство, знаменовавшее переход
к бескомпрессорному двигателю, а также инженера Р. А. Корейво
(Коломенский завод), создавшего гидравлическую муфту для соеди-
нения вала двигателя с винтом теплохода, и др.
В 1907 г. окончилось действие патента на постройку дизелей,
и они начали широко применяться в автономных промышленных
установках, в электрических станциях малого и среднего размера,
а также на судах. Этому содействовали их высокая экономичность,
позволяющая в эксплуатации использовать от 25 до 30% тепла,
заключенного в топливе, компактность установок и небольшой
вес, особенно двухтактных быстроходных дизелей.
После того как бензиновые двигатели получили некоторое рас-
пространение на узкоколейных шахтиых локомотивах, а затем
в соединении с электрической передачей — в моторных вагонах,
естественно, подошли к вопросу создания локомотива с двигателем
внутреннего сгорания для широкой колен илн, как» его теперь на-
зывают, тепловоза.
Идея замены паровой машины на локомотиве более экономич-
ным даигателем внутреннего сгорания не раз высказывалась на
разных технических съездах и собраниях и указать, когда именно
она возникла впервые, вряд ли возможно. Иногда ставят вопрос
о том, кто изобрел тепловоз. Когда в свое время подобный вопрос
в отношении паровоза был задан Стефенсону, он ответил: «Паровоз—
изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров-
механиков».
Аналогичный ответ будет справедлив и в отношении тепловоза.
Несмотря на высокие технико-экономические преимущества
двигателей внутреннего сгорания перед паровыми машинами,
создание тепловоза и практическое применение его на железных
дорогах осуществлялось очень медленно. Потребовалось почти 50 лет,
чтобы тепловозы начали уверенно вытеснять паровозы.
Объясняется это рядом причин.
Прежде всего, в замене паровозов более экономичными в тепло-
вом отношении локомотивами в начальной стадии развития двига-
телей внутреннего сгорания не было острой нужды. Конструкция
паровозов непрерывно совершенствовалась, и они вполне справля-
лись с перевозками. Твердое топливо в большинстве районов стоило
значительно дешевле, чем жидкое дизельное, что сводило к нулю
преимущества тепловоза.
При замене паровозов тепловозами потребовались бы большие
капиталовложения для замены наличного богатого тягового инвен-
таря, что при незначительном росте перевозок оказалось бы
неоправданным.
Применение двигателей внутреннего сгорания на локомотиве
встречало также много технических трудностей.
6
lioihijft локомотив, будь то паровоз, турбовоз или тепловоз,
Ь м»1 viii и ческой точки зрения представляет силовую установку,
* »авлснную на колеса и приводящую в движение поезд. Тем
in менее между работой локомотива и работой стационарной уста-
новки имеются специфические различия и собственно весь техниче-
। кип прогресс локомотива за его длительный период существования
шИочался в приспособлении тепловых двигателей, известных уже
Рис. 1. Тяговая характеристика:
J — паровоза; 2 — тепловоза
в стационарной практике, к особенностим службы на рельсах
(к разнообразным профилям пути, методам организации перево-
зок, условиям погоды).
Трудность приспособления дизеля к рабочему режиму локомо-
тива была основной в первоначальный период создания тепловоза,
да в известной степени остается и в настоящее время.
Режимы процессов двигателя внутреннего сгорания значительно
отличаются от режимов паровой машины. Эти различия заклю-
чаются в характере изменений мощности и силы тяги локомотива
при разных скоростях движения, особенно в период трогания с места
и разгона. При неизменной кинематической связи между машиной
и движущими осями локомотива касательная сила тяги паровоза и
гепловоза приблизительно пропорциональна работе, развиваемой
за один ход машины или оборот движущего колеса, а мощность —
количеству топлива, сжигаемого локомотивом в единицу времени.
Этим ограничивается сходство паровоза и тепловоза в отношении
силы тяги и мощности, и далее идут глубокие различия между
ними.
У тепловоза, как и у паровоза, сила тяги FK пропорциональна
среднему индикаторному давлению рабочего тела pif т. е. FK =
7
—cpt, где с для данного передаточного числа между валом дизеля
и колесами есть величина постоянная.
У паровоза сила тяги в зависимости от профиля пути и сопротив-
ления прицепленного состава регулируется в широких пределах
изменением открытия регулятора и наполнения цилиндров, т. е.
изменением Мощность при этом остается приблизительно по-
стоянной, а сила тяги может быть увеличена при уменьшении ско-
рости.
Рис. 2. Диаграмма касательной мощности тепло-
воза 3-3-3 с двухтактным дизелем двойного действия:
I — при разгоне воздухом: 2 — при нормальной нагруз-
ке; 3 — при перегрузке 30%
В тепловозе же максимальная сила тяги независимо от числа
оборотов коленчатого вала дизеля остается почти постоянной
(рис. 1) а мощность — прямо пропорциональной числу оборотов
(рис. 2).
Приспособить тепловоз к режиму эксплуатации можно следую-
щими путями:
1)	применить на тепловозе дизель такой мощности, чтобы обеспе-
чить максимальную потребную силу тяги без особой его перегрузки;
2)	приспособить дизель к значительной перегрузке за счет увели-
чения количества рабочего воздуха;
3)	ввести между дизелем и движущими осями так называемую
передачу с переменным передаточным числом, позволяющую при
изменении числа оборотов движущих осей сохранять постоянными
мощность и число оборотов вала дизеля.
8
К трудностям создания тепловоза с обычным дизелем, непосред-
« ничто связанным с осями локомотива, нужно отнести пуск дизеля,
р.1.и о и поезда н маневрирование.
Как известно, рабочий процесс дизеля может начаться только,
когда к моменту подачи распыленного топлива в цилиндр в нем на-
хи инея сильно перегретый воздух. Такой предварительный иагрев
иочдуха в дизеле обычного типа производится путем сжатия его
и течение предшествующего хода. Обычный дизель может начать
Кботать, если поршни тем или иным способом приведены в дви-
жение со скоростью, равной около 1/Б нормальной рабочей
скорости.
Итак, коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания при
пуске в ход должен раскручиваться посторонней силой, н только при
достижении достаточной скорости движения поршней, обеспечи-
вающей воспламенение топлива, может начаться нормальный ра-
бочий процесс. В этом дизель существенно отличается от паровой
машины, которая приходит в действие сразу же после пуска в нее
пара и может работать в самом широком интервале скоростей порш-
ня от нуля до наибольшей.
Обычно стационарные и судовые дизели пускаются в ход сжатым
воздухом, запасенным для этой цели в особых пусковых резервуа-
рах. Конечно, машина тепловоза может пускаться таким же обра-
зом, причем в целях уменьшения расхода сжатого воздуха дизель
можно сначала разгонять без нагрузки, а затем уже включать
в работу.
Если вал дизеля связать с осями постоянной невыключаемой
передачей, например дышлами, то дизель должен разгоняться под
нагрузкой, причем для локомотивного двигателя разгон этот осо-
бенно труден.
При трогании поезда, особенно на подъеме, необходима макси-
мальная сила тяги. Кроме того, живая сила, которую требуется
сообщить поезду при разгоне, весьма велика; поэтому вместо 8-—
12 сек, необходимых для разгона двигателя без нагрузки, разгон
поезда будет продолжаться 1—2 мин на площадке и много больше
на подъеме. Расход сжатого воздуха на разгон поезда будет весьма
велик, поэтому тепловоз непосредственного действия должен во-
зить с собой большое количество баллонов со сжатым воздухом
и компрессор со вспомогательным двигателем значительной мощ-
ности для пополнения запаса воздуха в баллонах
Кроме того, при пуске дизеля, когда сжатый воздух расширяет-
ся в цилиндрах, температура его снижается, что вызывает охлаж-
дение стенок цилиндров, сгущеиие смазки, увеличение механиче-
ских сопротивлений и замедление разгона. При последующем пере-
ходе на нормальную работу в стейках цилиндров возникают зна-
чительные температурные напряжения, опасные для прочности
дизеля.
Очень сложно было также разместить двигатель, обладающий
значительной мощностью, а следовательно, большими размерами и
9
весом, в экипаже тепловоза, ограниченном размерами железнодо-
рожного габарита.
Технические трудности создания тепловоза в начальный период
не были достаточно глубоко изучены. Поэтому первый экземпляр
тепловоза за рубежом—тепловоз заводов Борзнга и Зульцера,
построенный в 1913 г. по заказу управления Прусских железных
дорог, оказался совершенно неработоспособным. Опыт с этим тепло-
возом показал, что даже для работы со скорыми поездами локомотив
с постоянной силой тяги непригоден.
Этот опыт интересен потому, что он определенно подтвердил
невозможность применить даже самый лучший по конструкции
дизель для непосредственной связи его с осями локомотива. Для
этого нужно создать специальный тяговый двигатель, который на-
подобие паровой машины соответствовал бы требованиям тяги.
Однако проблема создания специального двигателя настолько
сложна, что не разрешена до настоящего времени, и, естествен-
но, была не по плечу технике дизелестроения в ее начальный пе-
риод.
Наиболее плодотворным оказалось применение на тепловозах
передач с переменным передаточным числом между днзелем и дви-
жущими колесами.
Возможны следующие виды передач:
1)	механическая, характеризующаяся применением коробки
с зубчатыми шестернями с различными комбинациями включения
шестерен;
2)	газовая с использованием чистого сжатого воздуха (пневма-
тическая), смеси сжатого воздуха н пара или газов в соединении
с паром илн воздухом;
3)	гидравлическая, где мощность передается через гидравли-
ческие аппараты, или гидромеханическая, в которой мощность
частично нли полностью может передаваться, помимо гидравличе-
ских аппаратов, через механическую передачу;
4)	электрическая с применением электрических агрегатов —
генератора, тяговых электродвигателей и электроаппаратуры.
По этим направлениям, определившимся уже в начальный пе-
риод создания тепловоза, работало большое количество конструк-
торов и заводов как за рубежом, так и особенно у нас. Однако
до Велнкой Октябрьской социалистической революции работоспо-
собный мощный тепловоз создать не удалось.
ГЛАВА 11
ПЕРВЫЕ ПРОЕКТЫ ТЕПЛОВОЗОВ
Появление дизелей в России н организация постройки их на рус
скнх заводах вызвали большой интерес к этим двигателям.
В некоторых высших технических учебных заведениях (Москов-
ском техническом училище, Технологическом, Политехническом
и других институтах) было введено изучение двигателей этого типа.
В технических обществах (Общество технологов, Русское техниче-
ское общество и др.) неоднократно делались доклады по этому
вопросу. По созданию конструкций двигателей для тепловозов,
а также и самих тепловозов деятельно работали конструктор-
ские бюро заводов (Путнловского, Коломенского, Харьковского
II др.).
Однако какой-либо последовательности разрешении тепло-
возной проблемы в этот период отметить нельзя
Как уже указывалось, одни пытались создать специальный тя-
говый двигатель для тепловоза непосредственного действия; другие
работали иад различными схемами тепловозных передач; третьи
предлагали конструкцию отдельных узлов тепловозов. Но все
чувствовали и понимали, что нужен был тепловоз, который незави-
симо от конструкции его был бы эксплуатационно надежным.
Нефтевоз Владикавказской ж. д. (1904—1913 гг.). В 1904 г. ра=
ботинки Владикавказской ж. д. разработали технический проект
локомотива, представлявшего собой комбинацию паровоза и двига-
юля внутреннего сгорания. Первоначально такие локомотивы на-
зывались нефтевозами.
Первым типом подобного нефтевоза был паровоз с дополнитель-
ным нефтяным двигателем. В передней части такого локомотива
размещалась двухцилиндровая паровая машина, а в задней —
двигатель внутреннего сгорания, который имел два воздушных и два
рабочих цилиндра. Воздушные цилиндры располагались внутри
рамы и подавали сжатый до 35 от воздух в рабочие цилиндры,
расположенные снаружи рамы. При поступлении в цилиндры сжа-
тый воздух захватывал нефть, подаваемую специальным насосиком,
и вдувал ее в цилиндры. Сгорание нефти происходило под влиянием
высокой температуры сжатого воздуха при постоянном давлении.
11
В последующие годы (1906 н 1913) изучались вопросы улучше-
ния тепловых процессов нефтевоза, а также различные варианты
расположения цилиндров и кинематической связи двигателя с дви-
жущими осями.
Тепловозы непосредственного действия инженеров Ташкент-
ской ж. д. (1905—1813 гг.). Весьма интересными нужно считать
проекты тепловозов, разработанные группой инженеров Ташкент-
ской ж. д.
По идее авторов проекта главным валом двигателя тепловоза,
так же как в паровозе, должна быть одиа или несколько осей ко-
лесных пар. В то же время они предлагали изменить отношение
чисел оборотов главного вала дизеля, т. е. осей и колес локомотива.
Рис. 3. Муфта Липена
В этом случае дизель мог быть пущен в то время, когда тепловоз
еще стоит на месте, и выключен при вращении колес. Для закли-
нивания колес на осях илн расцепления их инж. А. И. «Пипецом
была разработана пневматическая муфта (рис. 3).
Муфта состоит из ступицы /, отлитой вместе с колесами, кор-
пуса 6, соединенного с нею болтами, и чугунного поршня 7, кото-
рый может скользить вдоль ступицы / и благодаря шпонке 8 вра-
щаться только вместе с ней. Другими словами, части /, 6 и 7 долж-
ны вращаться вместе с колесами. Насадка 9 шпонкой 10 жестко
соединяется с осью 11, которая должна приводиться в движение
дизелем. Направляя сжатый воздух через кольцо 4 в полость 5
и сдвигая тем самым поршень 7 влево, можно заклинить колесо
с осью. Подачей воздуха через кольцо 2 в полость 3 производится рас-
цепка их. При таком решении наиболее трудно было к вращаю-
щимся муфтам подвести сжатый воздух из резервуаров, укреплен-
ных на раме. Первоначально это предполагалось осуществить
с помощью эластично связанных с рамой колец 1 и 2 (рис. 4), не
участвующих во вращении муфты.
12
Рис. 4. Система подвода воздуха
к сцепке
специально спроектированных
11роверка работоспособности такой передачи была произведена
к । паровозе 0-3-0 с наружными рамами. Муфта, изготовлен на и
оренбургскими мастерскими, работала недостаточно удовлетво-
ри к-льно. Хотя расцеплялась и сцеплялась она хорошо и быстро,
пи вследствие значительной утечки воздуха в кольцах 1 и 2 в сцеп-
ленном состоянии она могла ра-
ботать очень непродолжительно и
шитому требовалась ее большая
конструктивная доработка.
В июле 1914 г. были разреше-
ны кредиты на постройку двух
опытных тепловозов непосредст-
венного действия, равных по мощ-
ности паровозу типа 1-4-0 серии
Щ по проекту, разработанному в
1913 г. (рис. 5), но иачавшаися в
1914 г. война ие позволила его
осуществить.
Особенностью проекта, кроме
пневматической муфты, являлась
специальной формы брусковая ра-
ма для установки двух четырех-
цилиндровых V-образных дизелей,
для этого тепловоза, а также наклонное расположение цилиндров
с отбойными валами.
н
Рис. 5. Проект тепловоза Липеца
Одновременно с проектированием тепловоза с пневматической
муфюй на той же Ташкентской ж. д. разрабатывался проект тепло-
вом по идее В. А. Штукенберга (начальника Ташкентской ж. д.»
1910 г.), состоящей в том, что на тендере одного из существующих
паровозов устанавливался дизель-ком прессор, откуда сжатый до
12 ат воздух поступал в паровозные цилиндры. Прн разработке
проекта встретились большие затруднения. Температура воздуха
при расширении падала ниже нуля, что прн наличии в воздухе
воды вызывало замораживание цилиндров—подогрева же возду-
ха предусмотрено не было.
Хотя ни тот, ни другой проект инженеров Ташкентской ж. д.
13
Рис 6. Проект тепловоза Кузнецова — Одинцова
14
! ••• пыли осуществлены, тем не менее некоторые предложения кои-
I Мг\К1пров нашли известное отражение в последующих проектах
Мto ппышых образцах тепловозов (брусковая рама на тепловозе ВМ;
I |чя нмлпчсская муфта на маневровых тепловозах Ьмх; компрессор-
I to hi передача в тепловозах заводов Глазго, Эсслингена и др.).
 еиловоз с электрической передачей (1905 г.). К ранним проек-
г «мм [спловозов относится проект автономного электровоза, сиаб-
fiu'intoio калоризаторным двигателем, предложенный инженером
II I . Кузнецовым и полковником А. И. Одинцовым (рнс. 6). Проек-
ции предусматривалась установка на локомотивной раме двух
ш Iшкальиых двигателей 1 судового типа, мощностью каждый по
1К» л. с., соединенных с генераторами 2 трехфазного тока, которые
ш.||1«|багывали ток для питания четырех электродвигателей спе-
• тыльной конструкции, размещенных на осях движущих колес ло-
комотива. Рама и кузов опирались на две двухосные тележки. Схе-
ма предусматривала два поста управления 3, что придавало экс-
плуатационную гибкость локомотиву. Авторы намечали в дальней-
’ шем разработать проект тепловоза по аналогичной схеме с уста-
I нивкой на нем двигателей общей мощностью до 1 000 л. с.
О своих проектах авторы сделали 8 декабря 1905 г. сообщение па
vice Дании Русского технического общества (Петербург), которое
одобрительно отнеслось к проектам, однако ни одного тепловоза
по предложениям Н. Г. Кузнецова и А. И. Одинцова построено
не было.
Работы Н. Г. Кузнецова и А. И. Одинцова являютси первыми
и мире по созданию поездного тепловоза с электрической передачей
и индивидуальными тяговыми электродвигателями. Схемы этих
I тепловозов можно считать весьма типичными для тепловозов с
I электрической передачей последующей постройки.
Тепловоз Коломенского завода (1909 г.). В 1909—1913 гг. Ко-
I ломенским заводом был разработан проект тепловоза с электри-
| ческой передачей мощностью 1 000 л. с. Па главной балке, опн-
[ рающемся на две четырехосные тележки, размещалась дизель-ге-
ператорная группа, которая состояла из двух трехцилнндровых
дизечен, приводящих в движение одни генератор, расположенный
I между ними. Током от этого генератора питались четыре тяговых
электродвигателя, установленные на двух средних осях каждой
 тележки. Таким образом, осевая формула тепловоза 1-2о-1 -J- 1-20-1
(рис. 7). Предполагалось, что служебный вес тепловоза будет 116 т
при Hdi рузке на рельсы от движущей оси 16 /и и от поддерживающей
13 т. Большой вес тепловоза объяснялся тем, что дизели были
взяты слишком тихоходными — 300 об/мин. Сравнительно неболь-
шая нагрузка на рельс позволила бы применять такие тепловозы на
многих железных дорогах сети.
Однако этот проект также не был осуществлен.
Проект тепловоза непосредственного действия (1906—1916 гг.).
Наиболее крупным и талантливым ученым в области дизелестрое-
ния был проф. В. И. Гриневецкий (умер в 1919 г.), разработавший
15
Рис. 7. Проект тепловоза Коломенского завода
теорию двигателей внутреннего сгорания и во многом способство-
вавший развитию отечественного дизелестроения. В своем труде
«Проблема тепловоза» он дал глубокое техиико-экономическое ис-
следование вопросов создания тепловоза и значение его для нашей
страны.
В. И. Гриневецкий, доказавший необходимость замены паровоз-
ной тяги тепловозной, писал в 1916—1917 гг.: «Какова бы ии была
будущая судьба нашей рельсовой сети и всего государственного
хозяйства — все равно от постаиовкн и решения проблемы тепло-
возной тяги русским инженерам не уйти и чем скорее этот вопрос
будет поставлен, тем скорее будет смягчен большой кризис топлива
н финансовый кризис железнодорожного хозяйства».
В. И. Гриневецкий считал, что:
г
Рис« 8, Двигатель Гриневецкого
а)	локомотиву необходим двигатель, специально сконструи-
рованный для тяги;
б)	передачи между двигателем и колесами принципиально не
должно быть;
в)	двигатель внутреннего сгорания должен быть наиболее про-
стым и в то же время ианболее экономичным, т. е. двухтактный и
двойного расширения (по циклу Дизеля), разделенным на несколь-
ко цилиндров.
В привилегии, заявленной 13 октября 1906 г. (охранное сви-
детельство №30181), В. И. Гриневецкий выдвинул ряд принципиаль-
ных технических требований к тепловозному двигателю.
Реверсивный тепловой двигатель, по мнению В. И. Гриневец-
кого, должен удовлетворять следующим требованиям: надежно ра-
ботать при разных нагрузках, скоростях хода и направлениях вра-
щения, легко пускаться в ход под нагрузкой, быть компактным,
иметь значительную удельную мощность при малых поршневых
усилиях, а также рабочий процесс с наивысшей экономичностью,
возможно мало зависящей от нагрузки, процесс горения должен
2 Зак. 346	17
автоматически регулироваться изменением состава и количества
горючей смеси, давления и быстроты сгорания топлива.
Желая по возможности уменьшить поршневые усилия и при-
дать своему двигателю наибольшую компактность, В. И. Гриневец-
кий обратился к первоначальной идее Дизеля, осуществив его цикл
не в одном, а в трех цилиндрах. В 1909 г. на Путиловском заводе
по проекту проф. В. И. Гриневецкого был построен такой двига-
тель (рис. 8).
В воздушном цилиндре 1 происходит предварительное сжатие
рабочего воздуха, в цилиндре 2 — последующее сжатие, горение и
расширение, которое продолжается затем в расширительном ци-
линдре «?, откуда продукты горения выталкиваются наружу. Бла-
годаря такому расположению цилиндров упрощалась конструкция
двигателя и появлялась возможность применить его для тяги поезда.
Рис. 9. Проект тепловоза Гриневецкого — Ошуркова
Охлаждаемый поршень цилиндра 2 служит в то же время выпуск-
ным золотником для расширительного цилиндра 3. Таким образом,
двигатель В. И. Гриневецкого не имеет выпускных клапанов ци-
линдра высокого давления и впускных — цилиндра низкого дав-
ления.
Цилиндры 1 и 3 имеют шатуны, расположенные почти под пря-
мым углом, что облегчает разгон, совершаемый при помощи воздуха.
Благодаря такому расположению цилиндров перемена хода дости-
гается почти без перестановки распределительных органов обраще-
нием цилиндра / в расширительный, а цилиндра 3 — в воздушный.
В 1909—1912 гг. был произведен ряд испытаний двигателя, ко-
торые затянулись вследствие отдельных недостатков машины, а за-
тем были вообще прекращены из-за отсутствия средств. Опыты пока-
зали, что процесс горения в цилиндрах протекает нормально, на-
чиная с двух оборотов в секунду. При меньших скоростях, если это
потребовалось бы в случае использования двигателя для тепловоза,
он должен предварительно работать сжатым воздухом.
На основе работ над двигателем своей системы В. И. Гриневец-
кий прн участии инженера Б. М. Ошуркова (впоследствии профес-
сора) разработал проект пассажирского тепловоза, эквивалентного
по мощности паровозу серии Ку типа 2-3-0 (рис. 9), и грузового»
18
эквивалентного паровозу серии Э типа 0-5*0. Тепловоз совершенно
симметричен и с каждой стороны имеет по одному двигателю, глав-
ным валом которых служат оси колесных пар. При этом малый
(диаметр 280 мм и ход поршня 700 мм) цилиндр 4 В. И. Гриневец-
кий расположил внутри рамы, а большие 6 воздушно-расширитель-
ные (диаметр 600 мм и ход поршня 700 мм)—снаружи. Для удобства
обслуживания и контроля за процессом сгорания малые цилиндры
расположены наклонно и выведены в кузов.
Оба тепловоза спроектированы без передачи и поэтому при нор-
мальной работе они имели бы постоянную силу тяги; для возмож-
ности же изменять ее, что, безусловно, необходимо для локомотива,
В. И. Гриневецкий предвидел перегрузку двигателя на 75% путем
изменения среднего индикаторного давления.
Исходя из результатов испытания опытного двигателя, которые
показали, что на минимальных оборотах необходимо работать при
помощи сжатого воздуха, авторы предполагали установку на тепло-
возе больших воздушных резервуаров 3 емкостью 60 м3'. В схеме
предусмотрены также подогреватель 1 для нагревания воздуха перед
поступлением его в цилиндр, баки 2 для топлива, вспомогательный
дизель-компрессор 5 мощностью 250 л. с.
Несомненно, что как двигатель В. И. Гриневецкого, так и раз-
работанные им проекты тепловозов с применением подобных двига-
телей были весьма сложны и потребовали бы еще много работы, тем
не менее проекты эти были оригинальными.
Не следует думать, что двигатель системы В. И. Гриневецкого
обязательно должен быть жестко связан с осями дышламн, иметь ко-
ленчатую ось и пр.
Судя по теоретическим соображениям В. И. Гриневецкого и,
частично, на основании снятых диаграмм с опытного двигателя
(в 1910 г.), последний был способен устойчиво работать при перемен-
ном числе оборотов и при изменении среднего индикаторного давле-
ния в широких пределах, имея при этом достаточно низкий расход
топлива.
Такой даигатель мыслилось разместить на раме в виде двух-
грех блоков (по три цилиндра в каждом) в зависимости от намечен-
ной мощности. По концам двигателя установить гидромуфты и далее
постоянный зубчатый редуктор к карданной передаче на оси каждой
(передней и задней) тележки.
При такой схеме отпадают:
громоздкое устройство для получения сжатого воздуха (воздух
потребуется только для пуска двигателя);
передача, так как необходимые тяговые режимы будут выпол-
няться даигателем, а трогание и разгон двигателем и гидромуфтой;
сложный, громоздкий дышловый привод, коленчатые оси и др.
Тепловоз с механической передачей. В 1915 г. инженером
Е. Е. Лонткевичем был предложен проект тепловоза, по которому
между главным двигателем и движущими осями предусматривалась
установка механической коробки передач с тремя передаточными
2*	/9
числами. Реверсирование должно осуществляться включением до-
полнительных колес или изменением направления вращения двига-
теля. Для сцепления отдельных зубчатых передач имелось в виду
применить хорсшие фрикционные муфты, которые легко и быстро
могли бы включаться и выключаться. В первой компоновке тепло-
воза Е. Е. Лонткевич предусматривал дополнительную передачу,
специально предназначенную для тихого хода и маневрирования
с двойным преобразованием энергии, в частном случае электриче-
скую передачу, которая рассчитывалась на мощность, необходимую
для маневрирования локомотива вместе с поездом. Однако в после-
дующем автор отказался от применения вспомогательного двига-
теля и электрической передачи, а предложил специальные скользя-
щие сцепления наподобие известной муфты инженера Корейво,
впервые поставленной на волжских колесных теплоходах.
Рис. 10.. Проект тепловоза Лонткевича
На тепловозе (рис. 10) предполагалось установить двухтактный
дизель 1 простого действия, с цилиндрами диаметром 400 мм, ходом
поршня 550 мм; коробку передач 2 с тремя ступенями, иа которых
касательная сила тяги составляет 8 000; 5550 и 4500 кг прн скоростях
соответственно 56; 80 и 100 км/ч; холодильник 3 для воды и масла,
компрессор 4, топливные баки 5, пусковые баллоны 6.. Тепловоз,
по расчетам автора, должен развивать мощность до 1 630 л. с. на обо-
де и 1 870 л. с. на валу двигателя при коэффициенте полезного дей-
ствия 16—20%.
Слабым местом тепловоза была передача. Сочетание зубчатой
передачи с шатунным механизмом при резко переменном крутящем
моменте могло бы быть источником грохота в передаче и ударов
в спарнике.
Однако проект такого тепловоза являлся известным шагом вперед
по сравнению с тепловозами непосредственного действия,так как бла-
годаря применению зубчатой передачи имелась возможность в боль-
шом диапазоне менять скорости и силу тяги, а следовательно, более
приблизить тепловоз к требованиям эксплуатации. В сравнении же
с проектами тепловозов инженеров Ташкентской ж. д. и А. Н. Ше-
леста, где сила тяги непрерывно менялась от нуля до максимума,
тепловоз Лонткевича являлся менее эффективным.
20
Осуществить проект такого тепловоза в то время не представля-
юсь возможным из-за сложности изготовления зубчатых колес,
Фрикционных муфт н общей компоновки агрегатов.
Гем не менее этот тип передачи, которую принято называть ме-
Аппической, оставил большой след в развитии конструкций тепло-
Цо«Ж.
I епловоз с механическим генератором газа. В 1912—1913 гг.
и Московском высшем техническом училище, где работали такие
in последствии выдающиеся ученые, как Б М. Ошурков, В. Н. Тихо-
миров и А. Б. Домбровский, студент А. Н. Шелест под руководством
нроф. В. И. Гриневецкого разработал дипломный проект тепло-
вом, весьма оригинальный по своему замыслу.
Всесторонне изучая во время своего дипломного проектирования
имевшийся в то время материал по тепловозам непосредственного
и-Гк’чвия (особенно тепловоз Зульцера), А. Н. Шелест пришел
к заключению, что новый локомотив должен обладать такой пере-
ычей между двигателем и движущими колесами, которая позволила
•»ы изменять силу тяги по равнобокой гиперболе, так как только
л л ом случае тепловоз может работать с постоянной мощностью при
ра «личных скоростях.
Такой передачей могла бы быть механическая, электрическая,
пневматическая или гидравлическая, но состояние промышленности
юго времени не позволяло осуществить вполне надежный тепловоз
к одной из таких передач. Поэтому А Н. Шелест предложил в
1912 г. новый принцип работы тепловых двигателей, применив меха-
нический генератор сжатых газов. Хотя в последующем А. Н. Ше-
лест несколько отошел от своего первоначального замысла, тем не
менее главные соображения, положенные в основу проекта, сохра-
нились и оставили значительный след в истории создания тепловоза.
Придерживаясь схем тепловозов В. А. Штукенберга и Денлопа,
п которых было заложено стремление сохранить паровозные цилинд-
ры, а также регулирование силы тяги с помощью регулятора и ку-
лисного механизма, А. Н. Шелест в отличие от указанных авторов
предлагал применить в цилиндрах паровозного типа не воздух,
я продукты горения с впрыскиванием в них воды для понижения
и-мпиратуры.
По мысли автора, тепловоз должен был иметь два двигателя:
первичный — генератор энергии (газа), как бы заменяющий собой
п.1ро|мжш>1й котел, и вторичный—машину, работающую этим газом
по принципу любого паровозного или воздушного поршневого
лишатся я применительно к локомотиву. Между этими двумя дви-
i .целями не должно быть никакой кинематической связи.
Работа тепловоза системы А. Н. Шелеста должна была протекать
с 'к* 1уюжим образом (рис. 11). Воздух, сжатый в зарядном компрес-
соре 1 до 3—4 ка/сл?, поступает в воздушный ресивер 2 и затем, в
период впуска, через впускной клапан в цилиндр 3 сгорания, запол-
няя весь полезный объем его ка (рис. 12). В нижней мертвой точке
хода поршня цилиндр сгорания разобщается от воздушного ресивера
21
и воздух при ходе поршня вверх сжимается по линии ab до бОке/ои2.
Около верхней мертвой точки впрыскивается нефть, сгорание кото-
рой протекает по линии Ьс, а с точки с начинается расширение газов
по линии cd. Около точки d в цилиндр впрыскивается вода с возду-
хом для понижения температуры газов применительно к температу-
Рис. 11. Схема тепловоза Шелеста
Рис. 12. Диаграмма ра-
боты двигателя теплово-
за Шелеста
ре перегретого пара. В точке е открывается выпускном клапан и при
ходе поршня по линии ef газы при давлении 9 кг/см* и температуре
380—400° С выталкиваются в специальный газовый ресивер 4
(рис. 11). В точке f выпускной клапан
закрывается, а оставшиеся газы с ходом
поршня вниз расширяются по линии fk до
точки k, где впускиой клапан вновь от-
крывается, воздух из воздушного ресиве-
ра 2 вновь впускается в цилиндр 1 сго-
рания, начинается повторный цикл. Из за-
ряженного таким образом газового ресиве-
ра 4 горячие газы поступают в тяговую
машину 5, которая работает подобно па-
ровозной.
Особый регулятор регулирует совмест-
ную работу тяговой машины 5, газового
ресивера 4 и генератора газов. При боль-
шом расходе газов тяговой машиной дав-
ление в ресивере 4 уменьшается, число
оборотов вала генератора газов повышается и соответственно
увеличивается подача газов в ресивер. При уменьшении расхода газа
тяговой машиной растет давление в ресивере, а число оборотов вала
генератора и подача газов в ресивер уменьшаются.
Число оборотов вторичного двигателя, непосредственно связан-
ного с движущими осями, определяется скоростью тепловоза, а его
мощность и сила тяги, как и в паровозе, — давлением впуска и сте-
пенью наполнения цилиндров, причем сила тяги может возрастать
при уменьшении скорости (так же, как и у паровоза).
22
По расчетам А. Н. Шелеста для получения рабочего газа, посту-
пающего в тяговую машину, в первичный двигатель (дизель) вво-
дятся в весовых единицах:
Нефть..........................................1
Рабочий воздух...............................28,9
Воздух, вдувающий нефть.......................2,5
Вода, испаряемая при впрыскивании.............4,5
Воздух, распыляющий воду........................9,8
В результате газ должен иметь температуру 400° при давле-
нии 9—-10 ат и весовом составе в %:
Углекислоты...................................  7
Водяного пара..................................12
Азота и кислорода .............................81
Термодинамические свойства рабочего тела должны быть почти
1акнми же, как у сильно перегретого пара. Поэтому вторичный дви-
гатель по общему устройству и конструкции деталей должен соот-
ветствовать паровозной паровой машине простого расширения. Инте-
ресно привести здесь оценку, данную этому тепловозу проф.
В. И. Гриневецким: «Тепловоз А. Н. Шелеста из всех тепловозов
с передачами наиболее просто решает задачу — этот тип наиболее
б низко подходит к паровозу как по эластичности тяговой характе-
ристики, так и по всем приемам управления и езде, что чрезвычайно
важно в эксплуатационном отношении. Теоретическая разработка
первичных двигателей должна быть подкреплена и проверена опыт-
ным его изучением. При удачном разрешении задачи первичного
двигателя остальные вопросы осуществления тепловоза этого типа
сходят в плоскость паровозостроения и паровозиой эксплуатации,
что должно содействовать более быстрому и успешному разрешению
задачи тепловоза этой системы».
ГЛАВА III
НАЧАЛО ТЕПЛОВОЗОСТРОЕНИЯ В СССР
Трудными для молодой Советской Республики были годы 1921
и 1922. Только что окончилась гражданская война. Народное хо-
зяйство было разрушено. В тяжелом состоянии находился и желез-
нодорожный транспорт. Свыше 65% паровозов были неработоспо-
собны. В стране ощущалась острая нехватка топлива. Перед совет-
ским народом встала задача: как можно быстрее восстановить народ-
ное хозяйство и в первую очередь — железнодорожный транспорт.
Возрождению транспорта Владимир Ильич Ленин уделял боль-
шое внимание. Он хорошо понимал значение железных дорог для
Советской республики, живо интересовался каждой идеей, каж-
дым предложением, реализация которых могла способствовать
налаживанию перевозок. Так получилось и с тепловозной тягой.
В декабре 1921 г. Владимир Ильич прочел в «Известиях» (20/XII
1921 г. № 285) статью А. Белякова «Новые пути оживления желез-
нодорожного транспорта». В статье автор излагал возможность и це-
лесообразность широко применить на наших дорогах двигатель
внутреннего сгорания. По поводу этой статьи Владимир Ильич
писал 21 декабря 1921 г. в редакцию «Известий» редактору т. Стек-
лову и А. Белякову. «В «Известиях» от 20 декабря помещена статья
А. Белякова «Новые пути оживления железнодорожного транспор-
та». Очень прошу автора статьи сообщить мне возможно более точно
с указанием соответствующих изданий:
1)	Из какого источника взяты сведения о том, что за границей
вообще испытан и дал блестящие результаты способ применения
обыкновенного, слегка переделанного, грузовика вместо железно-
дорожного локомотива.
2)	То же относительно того, что в Америке такими грузовиками
обслуживались подъездные пути.
3)	О том, что во время войны такие грузовики удачно применя-
лись в американской армии (об этом должны быть сведения, если
применение было удачно, и в американской, и французской, и анг-
лийской прессе).
4)	О том, что в Лондоне были произведены испытания по идее
русского инженера Кузнецова, доказавшие, что грузовик в 30 ло-
24
1Н.1/ИП1ЫХ сил свободно тянул поезд в 9—10 вагонов со скоростью до
’и нгрсг в час. Ленин» \
I [осле обстоятельного ознакомления с материалами у Владимира
Пн.нча Ленина возникла мысль о возможности применения ло-
комотива с двигателем внутреннего сгорания вместо паровоза.
Он дает задание НКПС, Госплану ознакомиться с мнениями сле-
пя.инетов по этому вопросу и данными научной и технической лите-
ратуры.
4	января 1922 г. вопрос о постройке тепловозов по инициативе
Владимира Ильича обсуждался в Совете Труда и Обороны (СТО).
В решении Совета Труда и Обороны указывалось: «признавая,
что введение тепловозов имеет особо важное значение для оздоров-
ления теплового хозяйства ж. д. и разрешения топливного вопроса,
(лжет Труда и Обороны постановил:
1.	Поручить Теплотехническому институту организовать эскиз-
ную разработку проектов и технических условий для тепловозов пу-
ivM привлечения технического комитета Народного Комиссариата
11утей Сообщения и использования работ проф. В. И. Гриневецкого
и его сотрудников и закончить эту работу в месячный срок.
2.	Обязать технический комитет Народного Комиссариата Путей
Сообщения, научно-технический отдел и все другие учреждения пре-
доставить в распоряжение Теплотехнического института все имею-
щиеся у них материалы по тепловозам не позднее чем в 10-днев-
ный срок.
3.	Обязать Государственную общеплановую комиссию после пред-
ставления ему этих проектов и технических условий в недельный
срок разработать условия и порядок передачи вышеуказанных про-
ектов для детальной заводской проработки и постройки русским
и заграничным заводам.
4.	Всю техническую сторону работы возложить на Теплотехни-
ческий институт с привлечением технического комитета Народного
комиссариата путей сообщения, а подготовку связанных с нею орга-
низационных и финансовых вопросов на Государственную обще-
плановую комиссию.
5.	Поручить Теплотехническому институту составить смету рас-
ходов на разработку вопроса о тепловозах и после утверждения
ее Государственной общеплановой комиссией обязать научно-тех-
нический отдел изыскать необходимые средства для выполнения
этой работы н закончить все это в 10-дневиый срок.
6.	Затребовать от проф. Ю. В. Ломоносова срочного, подробного
технического отчета о том, что сделано им н его сотрудниками за
границей в области разработки и постройки тепловозов.
7.	Объявить конкурс на выработку наилучшей конструкции теп-
ловозов с уплатой в общей сумме в 1 000 000 рублей золотом,
проведя эту ассигновку в установленном порядке через золотую
комиссию Совета Народных Комиссаров. Постройка тепловозов по
1 Ленинский сборник XXIII, стр. 178—179, Партиздат, 1933.
25
проектам Теплотехнического института оплачивается по особым ас-
сигнованиям согласно сметам».
Через несколько дней, 27 января 1922 г., Владимир Ильич пи-
шет в НКПС и Госплан следующее:
«Прошу сговориться с Госпланом, НКПС и Теплотехническим
институтом об условиях на конкурс тепловозов, считаясь с Поста-
новлением СТО от 4/1 1922 г. Крайне желательно не упустить время
для использования сумм, могущих оказаться свободными по ходу
исполнения заказов на паровозы для получения гораздо более целе-
сообразных для нас тепловозов. Прошу неотлагательно сообщить
мне лично результаты последовавшего между Вами соглашения.
27/1 1922 г. Ленин»1.
Еще через два дня, 29 января 1922 г., Владимир Ильич напомнил
товарищам из Совнаркома о необходимости специально следить за
этим делом. «Очень важно» — подчеркнул Ильич.
После того как были отпущены средства на постройку трех теп-
ловозов за границей и дано указание о разработке и постройке теп-
ловоза в Советской России, Владимир Ильич не переставал интере-
соваться этим вопросом и внимательно следил за ходом изготовле-
ния первых дизельных локомотивов. Так благодаря личным указа-
ниям В. И. Ленина началось создание тепловозов в СССР.
*
К моменту, когда нужно было переходить от эскизных проектов,
идей и предложений к постройке тепловоза, — ни в институтах, ни
у отдельных специалистов, работавших в области тепловозной про-
блемы, не было еще достаточно ясного представления о том, каким
должен быть тепловоз, предназначавшийся для работы с поездами.
Одних теоретических предпосылок и незаконченных испытаний
опытного небольшого двигателя, изготовленного на Путиловском
заводе в 1912 г., было недостаточно, чтобы принять решение о соз-
дании такого сложного локомотива, каким являлся тепловоз непо-
средственного действия системы В. И. Гриневецкого.
Нельзя было предлагать для постройки тепловозы по проектам
А. И. Шелеста, А. И. Липеца, Е. Е. Лонткевича, так как эти проек-
ты находились в стадии предварительной разработки.
Все это могло задержать реализацию решений о постройке теп-
ловозов. Поэтому первоначально нужно было, при создании тепло-
воза, базироваться на такие агрегаты н компоновку их, которые по-
зволили бы получить уже на первых порах работоспособный тепло-
воз и тем самым привлечь к нему внимание общественности, а в даль-
нейшем строить и проверять другие, более сложные конструкции
тепловоза.
Так при выборе, например, двигателя для тепловоза первона-
чально можно было ориентироваться на двигатели судового типа,
которые как по размерам, так и по мощности подходили для тепло-
1 Напечатано в книге В. Фомина «Ленин и транспорт» ИМЭЛ — Парт-
издат, 1933, стр. 77 н 78.
26
возов. В качестве передачи могла быть применена электрическая пе-
редача, достаточно хорошо известная по электровозам, где она ока-
залась вполне рентабельной.
Наряду с этим было признано целесообразным построить еще
несколько опытных тепловозов, чтобы изучить возможно большее
количество конструкций, оценить нх с практической точки зрения
и затем уверенно строить тепловозы.
В соответствии с постановлением СТО, о котором говорилось
выше, Теплотехнический институт приступил к проектированию
тепловоза по системе Я. М. Гаккеля с электрической передачей.
Кроме того, было разрешено руководителю железнодорожной мис-
сии за границей заказать три тепловоза: один с электрической пе-
редачей; один с гидравлической, замененной впоследствии механи-
ческой, и один тепловоз с газовой передачей по проекту А. Н. Ше-
леста.
Большие задачи, возникшие в связи с постановлением Совета
Труда и Обороны о начале постройки тепловозов, потребовали ор-
ганизации планомерного изучения вопросов, связанных с эксплуа-
тацией и созданием новых локомотивов. Для этой цели в соответст-
вии с постановлением СТО от 15 июля 1925 г. была образована теп-
ловозная комиссия при НКПС, в состав ее входили 10 человек от
НКПС и 10 от ВСНХ.
На комиссию возлагались следующие задачи:
выбор типов опытных тепловозов, которые могли бы быть за-
казаны за рубежом;
определение программы опытов;
установление норм и технических условий для проектирования
тепловозов;
разработка мероприятий по подготовке кадров для обслужива-
ния тепловозов;
оценка технико-экономических результатов работы тепловозов.
Тепловозная комиссия имела при себе распорядительное бюро,
организованное также по ведомственному признаку, н тепловозное
бюро с постоянным штатом.
Тепловозное бюро подготавливало материалы по всем вопросам,
поступающим в тепловозную комиссию, проводило в жизнь поста-
новления комиссии, вело техническое наблюдение за опытами и ра-
ботой тепловозов.
В распоряжении тепловозной комиссии имелась катковая стан-
ция дня научных испытаний локомотивов в лабораторной обстановке.
Деятельность Тепловозной комиссии протекала в исключительно
трудных условиях, когда не было еще опыта тепловозостроения и
рассчитывать на техническую помощь не приходилось. Всю работу
в комиссии, связанную с постройкой тепловозов, в основном выпол-
няли Н. А. Добровольский, В. Н. Тихомиров, Е. Е. Лонткевнч и
С. С. Терпугов. Особенно много труда в проектирование первых теп-
ловозов Юэ001 и Юм005 вложил Н. А. Добровольский. Он разрабо-
тал теорию расчета холодильников, что в тот период являлось
27
новшеством. Имея большой опыт по испытанию паровозов, Н. А. До-
бровольский разработал методику испытаний тепловозов.
будучи руководителем Тепловозного бюро Тепловозной комис-
сии, Н. А. Добровольский организовал постройку опытных манев-
ровых тепловозов серии 0 на Коломенском заводе и тепловозов Ээл5,
Э®л8, Ьмх по нашим проектам в Германии.
В начале 1930 г. Тепловозная комиссия прекратила свою дея-
тельность. В период 1930—1934 гг. над решением проблем, связан-
ных с развитием тепловозов, работали институты: тепловозный
и локомотивостроен и я (1930 г.), научно-исследовательский инсти-
тут (ВНИИЛ) (1932 г.), центральное локомотивопроектное бюро
(ЦЛПБ) — (1931—1934 гг.).
Для привлечения к созданию тепловозов широкого круга инже-
неров постановлениями Совета Труда и Обороны от 15 апреля
1925 г. и от 24 февраля 1926 г. был объявлен Всесоюзный конкурс
тепловозов и проектов их, к участию в котором допускались как
отдельные изобретатели, в том числе и иностранные граждане, так
и организации, учреждения и заводы. Технические условия кон-
курса были опубликованы в «Вестнике путей сообщения» № 28—14
эа 1926 г. и в «Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenienre» № 25 за
1926 г. Окончательный срок представления на конкурс проектов
тепловозов был установлен 1 мая 1927 г. и построенных тепловозов—
21 мая 1928 г.
Для рассмотрения поступивших на конкурс проектов и присуж-
дения премий постановлениями Совета Труда и Обороны было ор-
ганизовано конкурсное жюри в составе председателя — проф.
П. С. Осадчего, двух представителей НКПС, двух представителей
ВСНХ СССР, двух представителей высших учебных заведений
гг. Москвы и Ленинграда.
Всего к конкурсу был допущен 51 проект тепловозов, в том чис-
ле 30 проектов из СССР, 15 из Германии, 2 нз США и по одному
проекту из Австрии, Данцига, Болгарии и Уругвая. К установ-
ленному сроку ни одного тепловоза на конкурс не поступило.
Жюри после детального изучения каждого из представленных на
конкурс проектов тепловозов пришло к заключению, что ни один
из них не может быть премирован, так как они не соответствовали
условиям конкурса. Жюри признало целесообразным проекты тепло-
возов под девизами: «Дэгат», «Береги топливо», «Увеличивай ско-
рость», «Н1М» приобрести для использования их при проектиро-
вании тепловозов в НКПС.
Проект тепловоза под Девизом «Дэгат» разработан Ленинград-
ским проектным бюро под руководством проф. Я- М. Гаккеля со-
вместно с заводами «Русский дизель» и «Электросила».
С точки зрения современных требований к тепловозам и их
агрегатам тепловоз «Дэгат» каких-либо заманчивых или интерес-
ных идей и технических решений не имел, и поэтому описание его
не приведено, однако в рассматриваемый период конструкция его
была интересной.
28
Тепловоз по проекту Я- М. Гаккеля
Первоначальный проект тепловоза системы проф. Я- М. Гаккеля
относится к 1921 г. По этому проекту все оборудование тепловоза
размещалось в двух отдельных экипажах, соединенных между со-
бой винтовой стяжкой.
На переднем экипаже находились пост управления, холо-
дильники, топливные и водяные баки; на заднем — силовая уста-
новка, состоящая из четырехцнлнндрового дизеля завода Нобеля
мощностью 600 л. с. и генератора постоянного тока. Каждый
экипаж опирался на две двухосные тележки. Все 8 осей были
движущими, на каждой из них имелся индивидуальный тяговый
электродвигатель.
Проект тепловоза Я- М. Гаккеля рассматривался в научно-тех-
ническом совете Народного комиссариата путей сообщения, но
одобрения не получил. Однако в последующем на заседании Гос-
плана под председательством Г. М. Кржижановского (в июне
1921 г.), где ряд крупных специалистов — Г. О. Графтио, Б. Ф Мит-
кевнч, М. А. Шателен, Б. М. Ошурков —далн положительный отзыв
о проекте, решено было произвести его детальную разработку для
возможности постройки опытного тепловоза.
В сентябре 1921 г. Я- М. Гаккель подыскал на Балтийском судо-
строительном заводе в Петрограде дизель Виккерса мощностью
1 000 л. с. и в соответствии с этим переработал проект, который был
всесторонне рассмотрен и в феврале 1922 г. вместе со сметой передан
Госплану.
О проекте тепловоза Я- М- Гаккеля председатель Госплана
Г. М. Кржижановский доложил В. И. Ленину, который оценил всю
важность практического решения проблемы тепловоза и распоря-
дился ассигновать необходимые средства на постройку тепловоза.
Для разработки технического проекта и рабочих чертежей теп-
ловоза системы Я. М. Гаккеля было организовано специальное
бюро прн Теплотехническом институте. Заведующим бюро был
назначен профессор Я. М. Гаккель. Специального тепловозострои-
тельного завода в то время в нашей стране не существовало, поэтому
в постройке первого мощного тепловоза участвовали четыре ленин-
градских завода: Балтийский судостроительный, «Красный пути-
ловец» (ныне Кировский завод), «Электрик» и «Электросила».
Паровозотехническая контора заводе «Красный путнловец»
под руководством известного конструктора по паровозам профес-
сора А. С. Раевского разработала проект главной рамы тепловоза
и его ходовых частей. В этой работе принимал участие инженер
К- А. Шишкин. Эго был первый опыт выполнения такого типа ходо-
вых частей для локомотива.
Тяговые электродвигатели ПТ-100 были спроектированы для
тепловоза инж. А. Е. Алексеевым (ныне членом-корреспондентом
Академии наук СССР) и испытаны под его же руководством на за-
воде «Электрик». В качестве главного двигателя для тепловоза был
29
использован тысячесильный: дизель, предназначавшийся для под-
водной лодки «Лебедь». Двигатель был значительно переделан и
испытан на Балтийском заводе проф. Б. М. Ошурковым. На этом
же заводе производилась также сбор-
ка силового оборудования и всего
тепловоза.
Электрическая схема первого теп-
ловоза и система его управления бы-
ли разработаны А. Е. Алексеевым.
Я- М. Гаккелем, академиком В. Ф.
Миткевичем, проф. Кудрявцевым. В
этой работе участвовали талантливые
инженеры Б. А. Даринский и Б. И.
Успенский, безвременно погибшие во
время блокады Ленинграда в 1942 г.
Началом работ по постройке теп-
ловоза нужно считать 19 января
_	1922 г., когда завод «Электросила»
S	приступил к изготовлению тяговых
электродвигателей.
Из других дат, связанных с пост-
о ройкой, интересными являются:
12 августа 1923 г. — первая проба
н дизеля, предварительно собранного
со на стенде Балтийского завода, и ис-
пытание его тормозом Фруда; 17 мая
«	1924 г. — первый пуск дизеля и про-
ба генераторов, установленных на
раме тепловоза; 5 августа 1924 г. •—
первый выход тепловоза нз мастер-
ской и передвижение его по путям
Балтийского завода.
В сентябре 1924 г. тепловоз пред-
полагалось передать на Октябрьскую
ж. д. для обкатки, ио 23 сентября в
Ленинграде произошло большое на-
воднение. 4 ноября 1924 г. тепловоз
в разобранном виде был передан че-
рез Неву портовым краном на пути
Ленинградского порта.
После сборки 6 ноября он совер-
шил поездку по железнодорожным
путям от порта до вокзала Октябрьской ж. д.
На следующий день, 7 ноября 1924 г., в седьмую годовщину
Великой Октябрьской социалистической революции, тепло-
воз совершил свою первую поездку по Октябрьской ж. д. до
ст. Обухово и обратно. В этот день трудящиеся Ленинграда
увидели первый в мире магистральный тепловоз, созданный по
30
Рис. 14. Схема тепловоза Щэл1

указанию В. И. Ленина рабочими, техниками и инженерами СССР.
В период проектирования, постройки и испытаний этот тепловоз
обозначался по фамилии автора Гэ1, в последующем он получил
обозначение Щэл1 (рис. 13).
Рассмотрим основные особенности этого тепловоза.
Тепловоз Щэл1 имеет электрическую передачу. На главной раме
тепловоза (рис. 14) установлен десятицилиндровый дизель 1 завода
Виккерс, четырехтактный с насосным распиливанием топлива
(бескомпрессорный), вращающий через полуэластичные муфты 2
два генератора 4 постоянного тока с независимым возбуждением,
расположенных по концам главного вала дизеля. С генераторами
непосредственно связаны возбудители 6, в цепи которых установлены
контроллеры 9 управления тепловозом.
От главного вала дизеля при помощи ременной передачи 3 при-
водятся в движение четыре вентилятора 19 холодильника 5, рас-
положенные на крыше тепловоза. На главной раме 10 находятся
также аккумуляторная батарея 14, водяные баки 7, топливные
баки 16 и баки 17 для смазки, центробежный насос 22 для прокачки
воды, мотор-компрессор 21 тормоза и котел 20 отопления. В перед-
ней и задней части кузова расположены посты машиниста с необхо-
димыми приборами управления и пневматическими приводами 8
реверсора. Кузов тепловоза опирается на три тележки, соединенные
жесткими сцепками 12.
Две крайние четырехосные тележки 11 имеют по бегунку 18
и по три движущих оси, средняя 13 — четыре движущих оси. Дви-
жущие оси через зубчатую передачу связаны с 10 тяговыми электро-
двигателями 15, питаемыми током от генераторов. Тройное подве-
шивание кузова и тележечная система обеспечили очень спокойный
ход и хорошее вписывание тепловоза в кривые.
В средней части кузова тепловоза на стенке находится распре-
делительная доска, на которой сосредоточено управление генератор
рами, пуском дизеля и пр. Пуск дизеля электрический с помощью
-одного из генераторов, который работает в это время в режиме
электродвигателя, получая питание от аккумуляторной батареи.
Генераторы десяти полюсные с дополнительными полюсами и с при-
нудительной вентиляцией, строившиеся заводом «Вольта» для на-
ших подводных лодок. Вентиляторы приводятся во вращение элек-
тродвигателями мощностью по 3 кет, получающими энергию нор-
мально от возбудителя, а на стоянке — от аккумуляторной батареи.
Воздух засасывается вентилятором из кузова, омывает поверхность
якоря, катушек и коллектора, после чего выбрасывается в окно,
расположенное в кожухе генератора снизу. Благодаря принуди-
тельной вентиляции генераторы получились сравнительно легкими.
Вес каждого генератора — 8,3 т, а вес муфты — около 1 т.
Генераторы могут соединяться последовательно и параллельно
(рис. 15); параллельное соединение дает ток 3 000 а (общий) при
напряжении 250 в, что соответствует максимальной силе тяги на
затяжных подъемах; последовательное соединение дает ток 1 500 а
3 Зак. 346
33
при 500 в, что соответствует максимальной скорости тепловоза. Эта
система, имевшая свои положительные теоретические достоинства,
иа практике оказалась неудобной, так как при переключении с па-
раллельного на последовательное соединение и обратно сила тяги
падает до нуля, вследствие чего могут получаться толчки в составе
и даже разрывы последнего. Кроме того, применение двух генерато-
ров вызвало увеличение длины тепловоза, усложнило уход
и ремонт.
Примененный на тепловозе электрический пуск дизеля чрез-
вычайно прост и удобен н в настоящее время нашел широкое рас-
пространение иа тепловозах. Однако аккумуляторная батарея
получилась чрезвычайно тяжелой (7 т при дизеле мощностью
1 000 л. с.), требовала внимательного ухода н была недостаточно
надежна в работе.
В системе охлаждения применена всасывающая вентиляция и
частично используется встречный поток воздуха прн движении
тепловоза.
16 января 1925 г. тепловат Я- М. Гаккеля прибыл в Москву од-
новременно с тепловозом Юэ 001, построенным в Германии по про-
екту и под руководством советских инженеров. Тепловозы после
осмотра их правительственной комиссией совершили несколько
поездок с поездами до станции Крюково и обратно.
В результате опытной эксплуатации тепловоза Щэл1 на тепло-
возе были выявлены крупные недостатки как конструктивного,
так и производственного характера, без устранения которых после-
дующую эксплуатацию нельзя было считать целесообразной.
Такими недостатками были:
неустойчивая работа дизеля — требовался частый и сложный ре-
монт его, а также большой расход топлива и особенно смазки по
сравнению с другими дизелями того периода; сложность обслужи-
вания и высокая стоимость ремонта электрического оборудования,
конструкция которого была еще недостаточно отработана; неустой-
чивая работа аккумуляторной батареи для пуска дизеля;
неудачная конструкция муфт соединения вала дизеля с валами
якорей генераторов, на которых имелись шкивы для ременного
привода вентилятора холодильников;
большое несоответствие между сцепным весом тепловоза и мощ-
ностью дизеля.
Имея в виду указанное, автор проекта Я- М. Гаккель разработал
несколько вариантов коренной модернизации тепловоза Щэл1:
предусматривалась замена дизеля новым; изменение электрической
схемы, системы пуска дизеля, холодильников и даже укорочение
тепловоза с изменением его ходовой части, однако ни один из ва-
риантов модернизации не был осуществлен. Частый ремонт сильно
усложнял работу тепловоза Щэл1 и удорожал эксплуатацию, в ре-
зультате чего в декабре 1927 г. по решению тепловозной комиссии
НКПС был снят с поездной работы. К этому времени он сделал
пробег от начала постройки около 60000 км.
34
В 1931 г., когда тепловозная база в Люблино закрылась, тепло-
мн 1Ц-*Л1 был направлен на Южную ж. д. для использования в ка-
честве электростанции. В 1941 г. он был доставлен иа опытное
кольцо Всесоюзного научно-исследовательского института железно-
дорожного транспорта, где и находится в настоящее время.
Несмотря на то, что тепловоз Щэл1 не был принят для серийной
постройки, он оставил в истории тепловозостроения в СССР неиз-
। чатимый след как первый в мире магистральный тепловоз.
В заключение следует отметить, что сам факт постройки в труд-
ный восстановительный период (1921—1925 гг.) локомотива совер-
шенно новой конструкции ярко свидетельствует о безграничных воз-
можностях социалистической системы.
В процессе создания тепловоза Щэл1 исключительно большая
задача выпала на долю Якова Модестовича Гаккеля, проявившего
высокое техническое творчество, опыт и большую эрудицию. Выдаю-
щуюся деятельность Я-М. Гаккеля в области отечественного тепло-
возостроения следует по справедливости подчеркнуть и тем, что
в 1925 г., когда был объявлен Всесоюзный конкурс проектов,
Я. М. Гаккель выступил на нем, как уже указывалось, с двумя
проектами под девизами «Дэгат» и «Н1М», которые были отмечены
п.1 этом конкурсе. Кроме инженерной, изобретательской и коп-
ир у кторской деятельности, Я-ДА. Гаккель, будучи профессором,
подготовил большое количество инженеров тяговиков-электри-
ков.
Тепловоз Э9Л2
В момент, когда было принято постановление СТО (4/1
1922 г.), в Германии находилась железнодорожная миссия по за-
мну и приемке паровозов для СССР. В распоряжении миссии в
Всрлине имелось техническое бюро, состоявшее из крупных
ни-ни ал истов. Этому бюро были поручены разработка технических
и uni и и на проектирование, а затем и руководство постройкой на
немецких заводах опытных образцов тепловозов для СССР.
В первую очередь в соответствии с решением правительства был
пос । роен тепловоз Юэ001 с электрической передачей, переимено-
пш1иый в последующем в Эзл2.
11грвоначально тепловоз намечалось изготовить на немецком за-
ши<“ Гогснцоллерн в Дюссельдорфе (заказ 15 декабря 1922 г.),
ин пнем по ряду причин изготовление чертежей, а также по-
. ijxMiK.i тепловоза были переданы 8 июня 1923 г. заводу Эслин-
I и ик(мк> Штутгарта. Проектирование тепловоза велось примени-
ii.no к i я го вой характеристике грузового паровоза 0-5-0 серии Э,
। 'пит с чем была принята сила тяги на ободе 15000 кг при
••• «Hein |5 км/ч; по ориентировочным расчетам дизель должен
бм * |» t шивать на валу мощность около I 200 л. с. Этому условию
• * • • ш ним образом удовлетворял в то время дизель немецкого
«•и* щ МАП шла GV45/42.
3*
35
Электрооборудование тепловоза (электрическая передача) было
заказано заводу Броун-Боверн (Швейцария).
При разработке схемы управления специалисты-электрики за-
вода (доктор Броун) предложили весьма оригинальную каскадную
систему регулирования возбуждения главного генератора, которая
интересна даже в настоящее время. Что же касалось ходовой
части — рамы, колесных пар, кузова, постов управления и общей
компоновки, то этн вопросы, при наличии большого опыта у за-
вода по конструированию паровозов, были разрешены без особых
затруднений.
Выбранное силовое оборудование позволяло выдержать задан-
ные нагрузки на движущую ось 16—16,5 т при осевой формуле 1-5-1.
Рис. 16. Тепловоз Ээл2 (первоначальный вид)
При создании тепловоза были впервые в истории постройки ло-
комотивов обстоятельным образом организованы стендовые испыта-
ния агрегатов, а также тепловоза в целом на катковой станции, спе-
циально изготовленной по заказу СССР и временно смонтированной
иа заводе Эслинген.
На катковую станцию тепловоз (рис. 16) поступил 11 июня 1924 г.
В результате первой серии опытов, продолжавшихся до 7 июля
1924 г., оказалось возможным построить диаграммы силы тяги,
мощности, расхода нефти и к. п. д. Тепловоз имел к. п. д. на ободе
колес при нормальных комбинациях подачи топлива и чисел обо-
ротов от 18 до 26%.
В то же время опыты выявили необходимость ряда переделок.
Прежде всего потребовалось снять возбудительную группу, состояв-
шую из двигателя мощностью 20 л. с. и двух генераторов. Эта уста-
новка, расположенная на посту машиниста, сильно затрудняла ра-
36
Ряс. 17. Холодильный тендер к тепловозу:
дизель для вращения вентиляторов; 2 — соединительная муфта; 3 — коллектор:
вал с вентилятором: 6 —секции холодильника с горизонтальными трубками;
S —расширительный резервуар; 7—бак для топлива
37
боту поездной бригады. Возбудители были перенесены в заднюю часть
кузова и стали приводиться в движение при помощи ремня от вала
генератора. Была поставлена новая полужесткая пластинчатая
муфта, соединяющая вал дизеля с якорем генератора.
Кроме того, слишком тяжелыми и недостаточно эффективными
оказались холодильники, в которых воздух циркулировал внутри
трубок, а охлаждающая вода — снаружи. Между тем высокие зна-
чения теплопередачи можно получить только при пропуске воздуха
между трубками. Было решено один холодильник (задний) с тепло-
Рис. 18. Тепловоз Ээл2 после переделки его на опытной базе
воза удалить, а второй (передний) заменить новым, в котором вода
циркулировала бы внутри трубок. Для полной гарантии работы хо-
лодильного устройства летом при высокой температуре воздуха
признано необходимым иметь при тепловозе тендер с дополнитель-
ным холодильником (рис. 17). После переделки тепловоза в сентябре
1924 г. были произведены повторные испытания, во время которых
выявилось неудовлетворительное распределение нагрузок по осям.
Вторая переделка (с изменением балансиров) закончена 22 октября
1924 г. После этого тепловоз испытывался параллельно с парово-
зом Эг5570, в результате испытаний ему была дана техническая
оценка комиссией, состоящей из советских представителей и круп-
ных немецких ученых и специалистов.
В результирующей части протокола этой комиссии было отме-
чено следующее: «судя по результатам опытов над тепловозом Ю э001
создание этого тепловоза и опыты с ним вывели идею тепловоза из
стадии академического изучения и воплотили ее в формы, пригод-
ные для несения регулярной товарной службы1.
После окончания испытаний тепловоза в Германии 13 декабря
1924 г. тепловоз в разобранном состоянии на транспортных колесных
парах был направлен в Двинск, где переставлен иа свои колесные
пары. Здесь же после сборки, проверочных пусков дизеля и наладок
произведена первая поездка с поездом на участке Двинск—Крейн-
бург в присутствии специалистов-железнодорожников Германии,
Польши и Латвии. Для всех были ясны преимущества тепловоза
с электрической передачей: малый расход топлива (примерно в 4
раза меньше, чем у паровозов), исключительная плавность хода,
гибкость регулирования. Вслед за этим тепловоз с опытным поез-
дом и с динамометрическим вагоном проследовал до Брянска (25 ян-
варя 1925 г.) и затем в Москву.
2 февраля 1925 г. была совершена, применительно к условиям
договора, приемочная поездка от Ховрино до Клина; вес поезда
был: туда 1 750 т, обратно 1 920 т. На подъеме 5,2°/оо устано-
вившаяся скорость составила 15,2 км/ч\ сила тяги 13 450 кг, что
соответствовало мощности иа ободе колес 767 л. с.; расход топ-
лива— 226 г/л. с. ч, к. п. д.—28%. С этого момента тепловоз
стал считаться принятым и поступил в парк локомотивов СССР.
По прибытию тепловоза в Москву проводился большой и слож-
ный цикл обкатки — поездок с грузовыми поездами по различным
направлениям с целью выяснить влияние различных факторов на
работоспособность тепловозных агрегатов (высокая наружная тем-
пература, высота над уровнем моря, пыльный воздух и др.), а также
работоспособность тепловоза как локомотива.
Как уже отмечалось ранее, тепловоз Ээл2 поступил иа желез-
ные дороги СССР с прицепным тендером-холодильником, что по-
зволяло локомотиву надежно работать при высоких температурах
наружного воздуха (40—45°). Вместе с тем наличие тендера, иа ко-
тором находился вспомогательный двигатель, передача к вентиля-
тору, громоздкие холодильники и пр. затрудняло уход за теплово-
зом и ремонт его. Поэтому сразу же по поступлении тепловоза
Эзл2 на опытную базу был поставлен вопрос о ликвидации тенде-
ра. В связи с этим тепловозное бюро (Н. Л. Добровольский, А. О. До-
линжев) разработало проект нового холодильника. Новый холо-
дильник, изготовленный в Германии, был смонтирован на опытной
базе; одновременно с этим тепловоз подвергся некоторой переделке,
после чего в 1928 г. он стал вполне законченным эксплуатационным
локомотивом (рис. 18).
Не приводя подробных описаний конструкций тепловоза Эзл2,
остановимся лишь на агрегатах и отдельных узлах, представляющих
технический интерес даже в настоящее время.
На тепловозе Эзл2 установлен шестицилиндровый, четырех-
1 Ю. Ломоносов, Тепловоз Ю9001 и его испытания в Германии.
Берлин, 1925.
39
40
тактный компрессорный дизель / (рис. 19), соединенный полужест-
коЙ муфтой 2 с генератором 3. На конце вала генератора имеется
зубчатое колесо, передающее вращение валу большого возбудителя 5,
от которого ременной передачей приводится в движение вал малого
возбудителя 4, получающий возбуждение от небольшой а к кум ул я*
торной батареи. Ток малого возбудителя служит возбуждающим то-
ком для большого возбудителя. Ток последнего поступает в об-
мотку возбуждения генератора. Ток генератора идет к пяти тяговым
электродаигателям 6, каждый из которых через зубчатые шестерни
передает вращение соответствующей оси тепловоза.
Противоположный генератору конец вала дизеля соединен с
компрессором 9 и далее при помощи фрикционной муфты с верти-
кальным валом колеса осевого вентилятора 8 холодильника 7.
Рис. 20. Схема регулирования возбуждения генератора:
1 — генератор: 3— обмотка полюсов генератора; 3—первый
возбудитель: 4—обмотка: 5— второй возбудитель; 6 —
обмотка полюсов второго возбудителя; 7 —аккумулятор-
ная батарея; В—контроллер
Тепловоз имеет даа бегунка. В передней части, где расположен
холодильник, находится пост управления.
Интересной была электрическая схема тепловоза, которая рас-
падалась на три цепи:
1)	главная цепь, питающая тяговые электродвигатели, с напря-
жением от 0 до 1 000 в;
2)	цепь малого возбудителя напряжением от 0 до 50 в;
3)	цепи большого возбудителя и аккумуляторной батареи напря-
жением ПО—135 в, последняя цепь служила для возбуждения
малого и большого возбудителей и питания приборов управления
и освещения тепловоза.
Обмотки 2 (рис. 20) возбуждения главного генератора / питались
постоянным током от возбудителя 5, ток в обмотках 4 которого регу-
лировался машинистом при помощи контроллера 8 (изменением со-
противления); при этом менялось напряжение главного генератора>
а следовательно, и скорость тепловоза.
Такая каскадная система возбуждения генератора имела ряд
преимуществ перед системой с одним возбудителем; оиа позволяла
41
иметь небольшой н очень чувствительный контроллер на 3,5 а
и была на 50% дешевле, чем схема с одним возбудителем. Благодаря
большому числу контактов контроллера значительно увеличилась
эластичность передачи. В последующем подобная система возбужде-
ния была осуществлена на тепловозе ВМ. Все пять тяговых электро-
двигателей были включены параллельно и постоянно подключены
к главному генератору.
Интересным по конструкции было крепление якоря генератора,
который задним концом покоился на шаровом подшипнике специаль-
ной конструкции, а в передней части имел шаровидную головку, сое-
диненную с полужесткон муфтой (рис. 21). Последняя хорошо пере-
Рис. 21. Муфта между генератором в двигателем
давала вращающий момент от дизеля к генератору, даже при некото-
ром несовпадении их осей, ио не поглощала резонансных колеба-
ний коленчатого вата двигателя и тем самым ограничивала возмож-
ность работы на всех числах оборотов дизеля.
Тяговые электродвигатели четырехполюсиые с дополнительными
полюсами и самовентнляцией, которая осуществлялась при помощи
насаженных на валы якорей двухлопастных вентиляторов. Такая
система вентиляции практически оказалась неудовлетворительной
(тяговые электродвигатели перегревались), и в последующем от
подобной системы отказались и перешли иа независимую вентиля-
цию при помощи специального вентилятора.
Первоначально ослабления поля тяговых электродвигателей не
предусматривалось. В последующем уже при эксплуатации тепловоза
были подключены параллельно обмоткам возбуждения тяговых
электродвигателей сопротивления, что позволило осуществить ос-
лабление поля. В результате этого ограничение мощности по воз-
буждению отодвинулось выше 35 км1ч и при движении по площадке
•с конструкционной скоростью 50 kai/ч вес поезда можно было уве-
42
личить с 520 до 850 т, т. е. на 62%. В настоящее время шунтировка
тяговых электродвигателей на тепловозах является обязательной.
Вращающий момент от тягового электродвигателя колесной паре
передавался при помощи двусторонней косозубой передачи (рис. 22).
Рис. 22. Зубчатое зацепление тяговых электродвигателей с осью
Тепловоз Ээл2 в 1931 г. после ликвидации опытной базы иа стан-
ции Люблино Московско-Курской ж. д. был отправлен в депо Ашха-
бад, где длительное время работал с поездами, сделав пробег до
1 млн. км. В связи с поступлением иа эту дорогу более мощных теп-
ловозов в 1954 г. он был снят с эксплуатации и списан с инвентаря.
Тепловоз Эмх3
В 1922 г. одним из сотрудников советской железнодорожной
миссии за границей проф. Ф. X. Мейнеке было предложено при-
менить для тепловоза гидравлическую передачу. В то время в Гер-
мании иа автомотрисах и мотовозах небольшой мощности устана-
вливались гидравлические передачи Леица, Дженни, Шумахера.
Но ни у кого ие было уверенности в их пригодности для тепло-
воза большой мощности, которая определялась дизелем завода
«МАН», выбранным для советских тепловозов.
Мейнеке разработал интересную конструкцию — комбинацию
колеса Дженни и турбины Ленца. Верхняя часть муфты Мейнеке
(насос 3) соединена гибкой муфтой 2 с валом дизеля /, нижняя (тур-
бина) через отбойный вал и дышла —с колесами тепловоза (рис. 23).
Таким образом, верхняя часть (насос) делает такое же число обо-
ротов, что и дизель, а нижняя — столько же, сколько колеса.
43
44
Передаточное число изменяется путем установки наклона шайбы 1
(рис. 24), т. е. угла 7. При этом изменяется ход поршня 2 и коли-
чество масла, подаваемого к гидравлическому двигателю (иасосу) за
•соответственное число оборотов ведущего вала.
Основные расчеты показывали, что, увеличивая или уменьшая
угол у, можно при помощи муфты Мейнеке плавно, без всяких рыв-
ков, изменять передаточное число в любых пределах.
Однако при осуществлении предложенной Мейнеке передачи
•встретились большие затруднения; шариковые подшипники между
шайбой и подвижным кольцом насоса испытывали такие большие на-
пряжения (при давлении 53 кг /см2 нормальное давление иа кольцо
достигало 70 т), что не представлялось возможным их изготовить,
(и заводы отказывались от поставки подшипников. Кроме того, раз-
меры и вес подшипников не позволяли разместить их иа тепловозе.
Рис. 25. Тепловоз Э 3
Вследствие этих неудач от применения гидравлической передачи
отказались и было решено в первую очередь разработать проект
и построить тепловоз с механической передачей.
Таким и был тепловоз 3**3 (рис. 25) (первоначально Юм005),
первый в мире мощный тепловоз с подобной передачей, построенный
по проекту советских инженеров в Германии на заводе Гогенцоллерн
в 1923—1925 гг.
По своей компоновке, конструктивному и производственному
исполнению тепловоз представлял большой технический интерес.
Поэтому мы остановимся на нем несколько подробнее.
Установленный на тепловозе дизель отличался от дизеля тепло-
воза 3SJ12 тем, что он был реверсивным и охлаждение поршней на
нем производилось не водой, а маслом. Дизель / (рис. 26) приводит
в движение через главную муфту 2 и коробку передач»?движущие
колеса.
В передней части тепловоза, помимо компрессора 8, находится
генератор 6, который служит для питания током магнитных муфт,
трех подсобных электродвигателей, зарядки аккумуляторной бата-
реи и освещения тепловоза.
45
46
Вал генератора приводится во вращение от вала дизеля через
зубчатую передачу. Число оборотов дизеля меняется в зависимости
от скорости тепловоза и, следовательно, генератор также работает
при переменном числе оборотов. Поэтому, чтобы сохранить постоян-
ным напряжение, в цепь возбуждения генератора введен автомати-
ческий регулятор напряжения, который и поддерживает напряже-
ние при разном числе оборотов практически постоянным. При по-
мощи регулятора осуществляется также переключение обмоток
Рис. 27. Главная электромагнитная муфта соединения вала дизеля
с валом передачи
генератора на напряжение ПО в для питания сети освещения и муф-
ты ступеней и напряжение 135 в для зарядки аккумуляторной ба-
тареи.
Вал дизеля, кроме того, через передачу 7 вращает вентилятор 5
холодильника 4 для охлаждения воды и смазки дизеля, а также
смазки зубчатых колес коробки передай.
На тепловозе Эм*3 вал дизеля можно разобщить от зубчатой пе-
редачи при помощи фрикционной магнитной муфты и запускать ди-
зель вхолостую сжатым воздухом.
Минимальное число оборотов вала днзеля, при котором еще воз-
можна вспышка, равно 1 об/сек, или 60 об/мин, ио так как от дизеля
приводится в движение водяной и масляный насосы, то практически
число оборотов вала должно быть ие ниже 100—130 об/мин. При
47
этом числе оборотов вала дизеля и включенной главной муфте число
оборотов отбойного вала на первой ступени передач составляет
17,2 об/мин, что соответствует скорости тепловоза 4,3 км/ч. Только
при такой скорости главная муфта может быть включена, — до
этого же момента должно происходить скольжение ее фрикционных
частей практически в продолжение не более Р/г—2 мин.
Конструктивно главная муфта выполнена следующим образом
(рис. 27). Сердечник 1 муфты насажен на вал 3 дизеля; в кольцевую
выточку сердечника вложена катушка магнита 2, которая питается
током, подводимым к ией по кольцам 4. Продольный вал 10 передачи
несет на себе рессорную муфту 9, связанную с ней шайбу 8, снабжен-
ную цапфами 14, и рабочую шайбу 7, покрытую специальными фрик-
ционными накладками 6. Рабочая шайба 7 может передвигаться
в осевом направлении на I мм по направляющим 15 шайбы 8.
Когда муфта выключена и дизель работает, то с его валом вращает-
ся и магнит, в то время как шайба 7, связанная с рессорной муф-
той и свободно сидящая на валу, остается неподвижной. Когда
через обмотку магнита 2 пропускается ток, регулируемый конт-
роллером, создается электромагнитное поле, и шайба 7 притягивает-
ся к сердечнику с большей или меньшей силой в зависимости от
положения рукоятки контроллера. Вследствие трения прокладок
вместе с валом дизеля начинает вращаться шайба 7 и связанная с
ней при помощи цапф 14 шайба 8, а также рессорная муфта 9, про-
дольный вал 10 и, наконец, коническая шестерня 11. Вначале, когда
муфта боксует, она выделяет значительное количество тепла, которое
отводится по каналам 5, образованным выемками в теле магинта,
маховика и опорной шайбы. Муфта рассчитана иа скольжение в те-
чение 8 мин и передачу вращающего момента 190 тыс. кгм. Наиболь-
ший расчетный ток в катушке магнита — 10 а, напряжение — 110 в.
Рессорная муфта предназначена для смягчения возможных уда-
ров и защиты зубчатых колес в случаях, когда происходит быстрое
схватывание главной муфты и, следовательно, получаются как бы
удары иа ведомой части передачи; кроме того, при критическом чис-
ле оборотов вала дизеля, когда вращающий момент создает значи-
тельные колебания, которые не могут быть поглощены полностью
маховиком, рессорная муфта предохраняет зубчатые колеса от чрез-
мерных напряжений.
Рессорная муфта состоит из крестовины, напрессованной на про-
дольный вал передачи, четырех двойных листовых пружин, вложен-
ных одним концом в пазы крестовины, и стальной шайбы, к которой
при помощи валиков и накладок присоединяются вторые концы
рессор.
Продольный вал 10 покоится на двух подшипниках с баббито-
вой заливкой. На конец вала насажена коническая шестерня 11,
которая, находясь в зацеплении с такой же конической шестерней
поперечного вала 12, вращает последний и затем через ряд цилинд-
рических шестерен, находящихся в коробке передач, передает вра-
щение отбойному валу 13.
48
В коробке передач (рис. 28) расположены три поперечных вала:
верхний 4, несущий коническую шестерню 5, передающую момент
от дизеля, и две шестерни 2 и 6, соединенные с муфтами 1 и 7\ сред-
ний вал 9 с шестерней 16 и муфтой 17 и, наконец, нижний отбойный
вал /5 с мотылями 12 и движущими пальцами 14. Все указанные
шестерни сидят иа валу свободно, ио при помощи муфты могут быть
заклинены на валу н передавать необходимый вращающий момент.
Рис. 28. Коробка передачи тепловоза
Остальные зубчатые колеса 3, 8, 10, //и 15 насажены на валы жест-
ко. Работа зубчатых колес коробки передач происходит так: если,
например, включена муфта 1 первой ступени, то вращение верхнего
вала 4 передается шестерней, которая вращает зубчатое колесо 15 и
через пару зубчатых колес 10 и 11, находящихся в постоянном жест-
ком зацеплении, отбойный вал 13. Аналогично можно проследить за
работой передачи при включении муфт 7 и 17.
Зубчатые колеса ступеней находятся все время в зацеплении,
которое может быть или рабочим, когда данное зубчатое колесо при
включении ее муфты становится жестко связанным с валом и передает
рабочий момент, или же холостым, когда муфта выключена.
Муфта ступеней (рис. 29) состоит из магнита 3, посаженного жест-
ко иа вал 1. В кольцевом гнезде магнита помещена катушка 4, к ко-
4 Зак. 346	49
торой подводится ток по щеткам и контактным кольцам 2. Магнит
обхватывается так называемым колоколом//, который через втулку
13 жестко связан с зубчатым колесом соответствующей ступени
передачи. Колокол, втулка и зубчатое колесо сидят свободно на
валу /. Как в магните 3, так и во внутренней части обода колокола
11 имеются шлицы, по которым могут двигаться в осевом направ-
лении стальные диски, причем на шлицах магнита 3 сидит пять дис-
ков 9, а на шлицах колокола — шесть дисков 10, покрытых с двух
сторон специальными фрикционными накладками 8. Между маг-
Рис. 29. Магнитная муфта ступеней
нитом 3 и колоколом // находится шайба 12, связанная с колоколом
// шпильками 15 с отжимными пружинами 14, шайба может пере-
двигаться по бронзовой втулке 16.
Прн прохождении через катушку 4 тока (3 а при напряжении
10 б) магнит 3 притягивает шайбу 12, которая прижимает пакет
дисков 9 и 10 к шайбе 7 и упору 6, прикрепленным к магниту 3 шпиль-
ками 5, и заставляет колокол 11, а следовательно, и зубчатое колесо
вращаться с тем же числом оборотов, что и вал, на который насажен
магнит. После прекращения подачи тока в катушку якорная шайба
12 отжимается назад четырьмя пружинами 14, шайба имеет ход до
8 лаг; при включенной муфте якорная шайба находится от магнита на
расстоянии 1 лл. Величина этого зазора имеет большое значение для
правильной работы муфты. Так как фрикционные пластины с тече-
нием времени истираются и зазор между якорем и магнитом меняет-
ся, то для регулирования этого зазора предусмотрена возможность
постановки между опорными шайбами прокладок из прессшпана.
50
В зависимости от того, какая ступень включена, можно иметь
различные передаточные числа от дизеля к отбойному валу.
Передача располагает тремя ступенями, которые при диаметре
движущих колес тепловоза 1 320 мм дают возможность осуществить
при определенных числах оборотов дизеля скорости тепловоза, приве-
денные в табл. 1.
Таблица 1
Ступень	Передаточ- ное число	Число оборотов вала в минуту		Скорость тепловоза в кл/ч
		дизеля	отбойного	
		60—150	8,6— 21,5	2,15- 5,35
I	6,94	150-300	21,5— 43	5,35-10,7
		300—400	43 — 65	10.7 -14,4
		60—150	15 — 37,5	3,75— 9,4
II	3,99	160-300	37,5— 75	9,4 —18,8
		300—400	75 —113	18,8 —25
		60—150	29 — 73	7.25—18,2
III	2,05	150—300	73 —146	18.2 —36,4
		300-400	146 —220	36,4 —48,2
Все зубчатые колеса со своими валами расположены в гермети-
чески закрытой стальной коробке, наполненной маслом; коробка
покоится на основной раме тепловоза. Масло подается под давле-
нием от 0,5-яо 1 кг/см2 шестеренчатым насосом производительностью
в обоих направлениях 400 г!мин при 800 об/мин. Масляный насос по-
мещен в наклонном положении иа верхней крышке коробки и сое-
динен приводом с большим зубчатым колесом верхнего поперечного
вала. Он берет масло после включения обратного клапана из сбор-
ного масляного бака, находящегося внизу коробки, и нагнетает его
по специальным трубам к отдельным местам смазки (предварительно
масло прогоняется через фильтр и секцию холодильника, если тре-
буется охлаждение).
Для смазки передачи перед троганием тепловоза имеется спе-
циальный насос с электрическим приводом, питаемый током от ак-
кумуляторной батареи.
В описанной передаче с электромагнитными муфтами и за-
ключается особенность тепловоза Эмх3. Ходовая часть его очень
похожа на паровозную, а остальные узлы—холодильник и вспомо -
гательное оборудование—не отличаются от аналогичных узлов
тепловоза Ээл2. Управление тепловозом при работающем дизе-
ле сводится к операциям с контроллерами ступеней скоро-
стей и главной муфты, а также с маховичком измене-
ния наполнения дизеля. Дизель пускается при выключенных кон-
троллерах ступеней и главной муфты—тепловоз в это время стоит.
После пуска дизеля контроллер ступеней ставится в положение I,
муфта заклинивает на валу зубчатое колесо 1 ступени и передача
становится жестко связанной с осями тепловоза. Затем включает-
4*	51
ся контроллер главной муфты и постепенно увеличивается ток в об-
мотке магнита, контролируемый по амперметру на посту машиниста.
При этом подвижная шайба муфты фрикционными пластинами
притягивается к части, заклиненной на валу дизеля, происходит
скольжение, переходящее при дальнейшем включении контроллера
в полное сцепление. Так как по мере схватывания главной муфты
число оборотов вала дизеля падает, машинист при помощи махо-
вичка увеличивает наполнение дизеля, повышая тем самым число
оборотов вала дизеля, а следовательно, и скорость тепловоза.
Когда число оборотов в минуту вала дизеля достигнет 400, кото-
рые для этого дизеля являлись предельными рабочими, для дальней-
шего повышения скорости тепловоза необходимо перейти иа II сту-
пень, для чего производят следующие операции:
1)	выключают контроллером главную муфту;
2)	одновременно снижают маховичком наполнения число оборо-
тов дизеля;
3)	выключают муфту I ступени; контроллер ступеней становится
между положениями I н II;
4)	устанавливают число оборотов вала дизеля (меняя наполне-
ние) так, чтобы они соответствовали (по указателю) скорости теп-
ловоза, при которой должна быть включена II ступень;
52
5)	быстро включают II ступень, для чего контроллер ступеней
переводится на положение 11;
6)	постепенно включают контроллером главную муфту и увели-
чивают наполнение дизеля.
Аналогичные операции производятся при переходе со II ступени
на 111-
Главное условие плавного перехода со ступени на ступень со-
стоит в том, чтобы при включении главной муфты обе ее части (одна
Рис. 31. Силы тяги FK и коэффициент полезного действия
на ободе колеса в зависимости от скорости о:
а —при максимальной мощности; б —при н ан вы годнейшем регулировании
связана с валом дизеля и другая — с продольным валом передачи)
имели равные угловые скорости, так как в противном случае вклю-
чение главной муфты будет сопровождаться ударом, который может
повлечь за собой, не говоря уже о преждевременном износе фрик-
ционных плаСтин, разрыв поезда и даже поломку зубчатых колес.
Для того чтобы облегчить переключение со ступени иа ступень,
на посту машиниста рядом с указателем скорости тепловоза нахо-
БЗ
Ahivh тахометр дизеля ел специальной градуировкой. Машинист
должен включать шж\ю ci viu iri., когда показания тахометра дизеля
ни ссмлнетстнукиццЛ сiуцени и скоростемера совпадают (рис. 30).
Ген.киин ши tc (юс г ройки был испытан на катковой станции
ин inifMH ।ли.11и 1.1 х nori юк, сначала в Германии, а затем в СССР.
Ill боЦ.ИЮК1 Мспериала по испытанию тепловоза приводим лишь
iuhoiupiie характеристики (рис. 31). Наиболее интересными явля-
вши 11*1010111.10 балансы для отдельных ступеней передачи, показы-
вающие, что этот тепловоз дает возможность превратить свыше 30%
кшлива в полезную работу, которая даже в самых невыгодных ус-
ловиях, при низкой форсировке и одновременно при высоком числе
оборотов, не падает ниже 17%.
Высокие качества тепловоз показал и в отношении динамиче-
ского воздействия его иа путь. Это обстоятельство было приписано
равномерной передаче вращающего момента дизеля на колеса теп-
ловоза и является наряду с высоким к. п. д. одним из существен-
ных достоинств тепловоза с механической передачей.
Несмотря, однако, на ряд высоких технических достоинств, теп-
ловоз имел весьма существенные недостатки.
Прежде всего следует отметить, что сила тяги при переключении
передачи со ступени на ступень падала до нуля. Это затрудняло ве-
дение поезда и требовалось большое мастерство тепловозной бригады,
чтобы избежать при переключениях разрыва поезда.
Полную мощность тепловоз развивал лишь при трех скоростях,
соответствующих полному числу оборотов вала дизеля иа каждой
ступени.
Передаточные числа ступеней коробки передач тепловоза Эмх3,
как это выявилось во время эксплуатации, оказались выбраны не-
правильно. Так, сила тяги на I ступени для трогания с места недо-
статочна, а для ведения поезда на предельном подъеме чрезмерно
велика. Сила тяги на II ступени для полновесного поезда недоста-
точна при следовании по предельному подъему и избыточна для лег-
ких профилей.
Мощность дизеля не могла быть полностью реализована, так как
рабочее число оборотов вала было ограничено 400 об/мин.
Перемена направления движения тепловоза осуществлялась
реверсированием самого дизеля, для чего тепловоз приходится ос-
танавливать и затем вновь пускать — это в эксплуатации вызывает
некоторые затруднения.
Главная электромагнитная муфта не позволяла плавно вклю-
чать и выключать коробку передач при переходе с одной ступени
на другую и избегать ударов в системе шестерен коробки передачи.
Э1от недостаток по существу мог бы быть устранен путем поста-
новки вместо электромагнитной муфты гидравлической.
Проект постановки главной гидромуфты иа тепловозе Эых3.
Гидромуфта, запроектированная проф. Я. М. Гаккелем и инж. Куд-
рявцевым в 1929 г. (рис. 32), состоит из двух роторов / и 2, из кото-
рых один насажен на вал дизеля, а другой на продольный, ведомый
м
55
вал передачи. Валы эти механически не связаны. Каждый ротор
представляет собой стальную чашку, имеющую радиальные пере-
понки и концентрические кольца. В ведомом валу расположен ка-
нал, по которому жидкость, пройдя подшипники 3специальной кон-
струкции, поступает внутрь муфты. При впуске в пространство
между роторами жидкости ротор / начинает работать как центро-
бежный насос, прогоняя жидкость от центральной части к перифе-
рии. Выбрасываемая жидкость, попадая на наружные концы рото-
ра 2, давит на перепонки и заставляет вращаться ведомый вал.
Пройдя в роторе 2 путь от периферии к центру, жидкость снова вса-
сывается ротором /, и циркуляция продолжается.
Рис. 33. Асинхронная муфта
В муфте при ее работе вследствие скольжения выделяется тепло-
та, которая отводится протекающей через муфту жидкостью, охлаж-
даемой в холодильнике.
Такая муфта позволяет плавно передавать нагрузку с ведущего
вала на ведомый с различной степенью скольжения и при внезап-
ных изменениях нагрузки ведомого вала иметь известный буфер,
что весьма важно в условиях тяговой работы.
Однако несмотря иа большие преимущества гидравлической
муфты, осуществить это интересное предложение в рассматриваемый
период ие удалось.
Каскадно-асинхронная муфта. В 1930 г. инж. А. Е. Лобко н
проф. А. А. Скомороховым было получено авторское свидетельство
16061 на каскадно-асинхронную муфту, которая может заменить ко-
робку передач с фрикционной муфтой для тепловозов.
В 1944 1946 гг. в американской литературе было опубликовано
описание аналогичной муфты, широко применяющейся в судострое-
56
нии и в других силовых установках. Каскадно-асинхронная муфта
предназначается для передачи мощности от ведущего вала к ведо-
мому, причем изменение вращающего момента здесь происходит
в зависимости от изменения числа оборотов аедомого вала.
Муфта (рис. 33) состоит из полюсной системы 14, укрепленной
иа маховике первичного двигателя, жестко соединенном с ведущим
валом /.На этом же валу помещены два свободно вращающихся бо-
ковых диска 11, опирающихся на шариковые подшипники /5 и под-
держивающих роторное кольцо, состоящее -из стальных сердечни-
ков 10 и 6, связанных с дисками болтами через кольца 9. На внут-
ренней поверхности сердечника 10 и на внешней 6 имеются трехфаз-
ные обмотки 4 и 5, которые электрически связаны между собой тремя
фазными проводами. Эти провода могут быть соединены тремя кон-
тактными кольцами 3, укрепленными на одном из дисков 11. Снару-
жи расположен неподвижный статор, снабженный сердечником 8,
несущим трехфазную обмотку 7, соответствующую обмотке 5 сер-
дечника 6. К кольцам 3 по мере необходимости может подключаться
сопротивление для регулировки числа оборотов.
Питание катушек электромагнитов полюсной системы постоян-
ным током производится через кольца 2.
Зубчатое кольцо 12, связанное жестко с дисками //, передает
мощность двигателя движущим осям локомотива.
Передача мощности от вала / к зубчатому колесу 12 происходит
следующим образом.
Пока к индукторной системе 14 через кольца 2 ток не подведен,
зубчатое колесо 12 будет неподвижным. При подводе постоянного
тока образуется'магнитное поле, которое, пересекая обмотку 4 сер-
дечника 10, индуктирует в ней, а следовательно, и в соединенной
с ней обмотке 5 электрический ток.
Взаимодействие между полем индукторов и током в обмотке 4
создает вращающий момент, направленный в сторону вращения
индукторного колеса.
Одновременно с поступлением тока в обмотки индукторов обмот-
ка 7 неподвижного сердечника 8 замыкается на пусковое сопротив-
ление, и появившийся благодаря наличию вращающего поля об-
мотки 5 и тока в обмотке 7 второй вращающий момент будет иметь
то же направление, что и момент, созданный магнитным полем ин-
дукторов и током в обмотке 4.
Для того чтобы второй вращающий момент действовал в том же
направлении, что и первый, обмотки 4 и 5 соединены таким обра-
зом, что созданное обмоткой 5 вращающееся магнитное поле будет
направлено в сторону, противоположную вращению маховика 15.
В результате получится суммарный вращающий момент, увлекаю-
щий сердечники 10 и 6 в сторону вращения индукторов, при этом
максимальное число оборотов не превысит половины нормального
(при равном числе пар полюсов обеих половин каскада). Сердеч-
ник 6 с обмоткой 5 можно заменить сплошным металлическим коль-
57
цом, причем концы обмотки 4 с помощью колец 3 следует присоеди-
нить в этом случае к обмотке 7.
При трогании с места индуктируемый полюсной системой 14
в обмотке 4 ток через кольца 3 поступает в обмотку 7 сердечника 5,
создавая в нем вращающееся поле, направленное в ту же сторону,
что и вращение полюсной системы 14\ последнее, пересекая метал-
лическое кольцо, будет вызывать в ием вихревые токи и этим соз-
даст вращающий момент. Обмотку сердечника можно сделать с
переключением для изменения числа пар полюсов.
Таким образом, и в этом случае получается два вращающих мо-
мента, величину которых, так же как и число оборотов, можно ме-
нять в широких пределах.
Наибольший к. п. д. муфты получается при максимальном числе
оборотов, когда рубильником замкнута накоротко обмотка 4, а об-
мотка 7 разомкнута, а также если число оборотов ведомой части муф-
ты равно половине максимального (при равном числе пар полюсов).
В этом случае обмотка 4 разомкнута, а свободные концы обмотки 7
замкнуты накоротко.
Регулировка числа оборотов вторичной части муфты и вращаю-
щего момента может производиться: изменением тока возбуждения
полюсной системы 14, включением сопротивления через кольца 3
или в неподвижную обмотку 7 и замыканием обмотки 7.
В свое время был произведен приближенный расчет каскадио-
асинхрониой муфты для дизеля мощностью 600 л. с. при 700 об/мин,
причем магнитная система 14 и внутренняя часть роторного кольца
с трехфазной обмоткой 4 рассчитаны частично как синхронная ма-
шина, а частично как асинхронный двигатель. Верхняя часть ротор-
ного кольца с обмоткой 5 и статор 8 с обмоткой 7 рассчитаны как
асинхронный двигатель (верхняя часть роторного кольца с обмоткой
5 как статор, а статор 8 с обмоткой 7 как ротор).
Расчеты и конструктивные наметки показали, что каскадно-
асинхронная муфта может иметь характеристику, позволяющую
изменять число оборотов вторичной части в широких пределах при
постоянном числе оборотов первичной части, а также изменять вра-
щающий момент от нуля до максимального значения, которое в не-
сколько раз больше, чем у первичного двигателя. Следовательно,
каскадно-асиихронная муфта будет иметь более высокий коэффи-
циент полезного действия при работе на переменных режимах по
сравнению с обычной асинхронной муфтой. Для тепловозов подоб-
ная муфта может заменить не только муфту сцепления, но и коробку
передач, причем вместо трех или четырех ступеней, применяемых
в коробках передач,муфта позволит получить любое число скоростей.
При этой муфте получается плавное проскальзывание в магнитном
поле первичной части относительно вторичной.
За время эксплуатационной работы тепловоз Эмх3 пробежал
около 250 тыс. км. После того как произошла поломка конической
шестерни коробки передачи, заменить которую не оказалось воз-
можным, тепловоз был снят с эксплуатации.
58
Тепловоз по проекту А. Н. Шелеста
Третьим тепловозом, намеченным к постройке, был тепловоз
Л. Н. Шелеста.
В своем последнем варианте проекта тепловоза (рис. 34) в
1921 г. А. Н. Шелест остался верен идее своего учителя В. И. Грине-
вецкого, т. е. идее последовательного расширения рабочей смеси,
но заменил поршневой двигатель высокого давления газовой турби-
ной. Сгорание нефти по идее Шелеста должно происходить в камере
2, куда сжатый воздух поступает из компрессора 1, приводимого
в действие турбиной 4. В камере 3 происходит смешение газов с па-
ром. Парогазовая смесь из камеры поступает в турбину и оттуда
в расходный ресивер 5, а затем в цилиндры 6 паровозного типа. Про-
ект тепловоза А. Н. Шелеста представлял большой интерес, так
как такой "локомотив допускал возможность «займов» в необходи-
мых случаях и плавное изменение силы тягн.
В то время, когда заказывался тепловоз Шелеста, за границей
никто ие верил в возможность создания подобного тепловоза боль-
Рис. 34. Схема тепловоза Шелеста с газовой турбиной
шой мощности. Не было уверенности в успехе и у наших специали-
стов, которые ссылались иа неудачную попытку инженера-механика
флота Кузьминского, построившего в 1910 г. модель газовой тур-
бины. Эта модель работала неудовлетворительно, так как лопатки
турбины быстро обгорали и выходили из строя, а подобрать жаро-
стойкий материал в то время было нельзя.
Однако Советское правительство вынесло решение осуществить
идею А. Н. Шелеста и выделило необходимые денежные средства на
постройку тепловоза. Тепловоз по проекту А. Н. Шелеста, значи-
тельно переработанному им в сравнении с первоначальным вариан-
том, был заказан в октябре 1923 г. фирме Армстронг в Англии. Ру-
ководство постройкой локомотива было возложено иа А. Н. Шелеста.
Работа была разбита на два этапа: прежде всего намечалось изго-
59
itiiiiiii. и испытать на стенде один из шести цилиндров механического
iciivparopa газов. Этот генератор был построен в 1926 г. Он имел
двухступенчатый поршень, верхняя часть которого диаметром
380 мм перемещалась в цилиндре сгорания, а нижняя диамет-
ром 630 мм — в зарядном компрессоре. Ход поршней был равен
450 мм. Двухступенчатый вспомогательный компрессор с цилинд-
рами диаметром 65 и 2’20 мм и ходом поршня 200 мм был спроекти-
рован для шестицилиндрового генератора газов.
Генератор газов был испытан на заводе без поршневой движу-
щей машины, которая предусматривалась по проекту А. Н. Шелеста,
что не позволило определить коэффициент полезного действия всей
силовой установки. Испытания показали, что реализация термоди-
намического процесса Шелеста возможна, ио конструкция проб-
ного генератора нуждалась в усовершенствовании.
Однако вследствие сложности изготовления опытного агрегата,
а также контроля за расходами денежных средств заводом Армстрон-
га, который строил его по себестоимости, и по ряду других обстоя-
тельств постройка опытного генератора газов была прекращена,
а агрегат привезен в Москву и установлен в МВТУ, где А. Н. Ше-
лестом была создана первая в мире тепловозная лаборатория.
Основная задача лаборатории состояла в том, чтобы, не строя
тепловоза, выяснить экспериментально, какая из возможных комби
наций машин может дать наилучшие результаты, отвечающие усло-
виям железнодорожного транспорта. Проводить такие исследова-
ния на заводах было невозможно из-за их большой загрузки, да к
тому же это были чисто экспериментальные работы, к которым за-
воды не были подготовлены.
В первую очередь лаборатория должна была выполнить следую-
щие работы:
довести генератор газа и все детали до надежного в эксплуатации
рабочего состояния и изучить тепловой процесс его при различных
условиях;
осуществить предварительный подогрев воздуха для пуска ди-
зеля под нагрузкой, а следовательно, и для разгона тепловоза;
проверить возможность и экономичность работы генератора га-
зов по двухтактному процессу с поршневым компрессором, а также
с турбинным двигателем;
подробно испытать даигатель с повышенным наддувом с целью
получения возможно высокого среднего индикаторного давления
и выяснить возможность экономичной работы такого двигателя на
тепловозе. Имелось в виду, что после подробных исследований в ла-
боратории можно будет приступить сразу же к постройке тепло-
воза, отвечающего всем условиям железнодорожного транспорта.
Кроме указанных выше работ, велись очень интересные научные
исследования по переменной камере сжатия, гидравлическому
трансформатору и др.
Тепловозная лаборатория помещалась в тот период в здании быв-
шей котельной МММИ (МВТУ) и имела машинный зал, мастерскую
60	>
и кладовую. В машинном зале был расположен механический гене-
ратор тазов с вспомогательным компрессором.
Здесь же был установлен бескомп рессорный дизель мощностью
80 г. с. с ротационным компрессором дтя проверки наддува. Дизель
приводил в действие трехступенчатый двухцилиндровый компрес-
сор высокого давления, над которым была установлена газовая
турбина мощностью 80 л. с. при 10 000 об/мин, снабженная зубча-
тым редуктором, снижающим число оборотов до 500 об/мин.
Хотя лаборатория была размещена в сравнительно тесном поме-
щении и имела довольно бедное оборудование, все же она выполнила
много ценных с научной точки зрения исследований.
Механический генератор газов, созданный советским ученым
А. Н. Шелестом, был первым в мире. Лишь спустя 15 лет в Швеции
построили подобный механический генератор газов и два тепловоза.
В дальнейшем генератор газов стал широко применяться в судовых
установках и промышленности, показав при этом высокий коэффи-
циент полезного действия, что полностью оправдало утверждение
проф. В. И. Гриневецкого о реальности новой теплосиловой уста-
новки системы Шелеста.
В отечественном тепловозостроении только в 1957 г. приступили
к постройке опытного генератора газов для газотурбовоза на Луган-
ском заводе.
А. Н. Шелест, помимо своих глубоких исследований в области
двигателей и тепловозов, был замечательным педагогом, подгото-
вившим много конструкторов и инженеров для промышленности
и транспорта. Им создана первая в мире кафедра тепловозостроения
и написан ряд крупных работ, такие как «Проблема экономичных
локомотивов», «Повышение мощности двигателя наддувом» и др.
Советский ученый Алексей Нестерович Шелест, впервые разрабо-
тавший теоретические и расчетные основы по тепловозам, по за-
конному и неоспоримому праву являлся одним из крупнейших дея-
телей в области советского тепловозостроения.
Опытная тепловозная база НКПС
Когда первые советские тепловозыЩ3-0! и Ээл2 прибыли в Моск-
ву, для стоянки и ремонта нх было выделено одно стойло в круглом
паровозном депо Октябрьской ж. д. (для тепловоза Ээл2) и одно стой-
ло вагонного цеха (для тепловоза Щэл1) на станции Москва Октябрь-
ской ж. д. В 1926 г. по приказу НКПС на станции Люблино Мос-
ковско-Курской ж. д. организуется опытный участок, преобразо-
ванный затем в опытную базу с выделением для нее 5 стойл веер-
ного паровозного депо с небольшим техническим оборудованием.
В 1927 г. в связи с развитием деятельности базы и поступлением
в ее распоряжение тепловоза Эмх3, маневровых тепловозов и автомот-
рис она была переведена на территорию Московского железнодо-
рожного ремонтного завода (Можерез). В двух смежных больших
светлых корпусах была организована прекрасная по тому времени
база с краном грузоподъемностью 10 т над двумя средними стой-
61
i.imii, ciuiHXHiycKHoif канавой, механической мастерской с новыми
ci.inK.iMii и рядом вспомогательных цехов. Опытная тепловозная
Гм <а пользовалась правами отдельной дороги н непосредственно
подчинялась Центральному управлению железных дорог (ЦУЖЕЛ)
НКПС.
В соответствии с положением о тепловозной базе иа нее возла-
галось:
производство эксплуатационных испытаний новых типов тепло-
возов и автомотрис в целях установления нх эксплуатационных
качеств;
рациональное использование испытываемых тепловозов и авто-
мотрис;
содержание и ремонт тепловозов и автомотрис;
разработка инструкций по управлению тепловозами и автомотри-
сами, а также по ремонту и уходу за ними;
разработка сроков и объема периодических осмотров отдельных
частей тепловозов и автомотрис;
обучение персонала по ремонту тепловозов и автомотрис;
комплектование и обучение поездных бригад;
подготовка тепловозов и автомотрис для научных испытаний
и проведение этих испытаний;
выяснение конструктивных недостатков тепловозов и автомотрис
и их узлов и предложение мер по устранению этих недостатков.
На базе имелось техническое бюро с коллективом молодых, ода-
ренных и полюбивших тепловозное дело инженеров, техников и ра-
бочих, изучавших тепловозы до мелочей.
Тепловозная база была поистине «Alma mater», иа которую каж-
дое лето съезжались и а практику студенты-дипломник и многих тех-
нических вузов страны, участвуя во всех работах базы по ремонту,
испытанию и эксплуатации, приобретали здесь ценные сведения по
конструкции тепловозов. База была действительно «кузницей» кад-
ров тепловозников. Шла напряженная техническая пропаганда
идеи тепловоза, и сейчас, вспоминая об этом периоде, понимаешь,
как много труда и знаний отдали этому делу С. С. Терпугов,
Г. К. Янин. А. Б. Домбровский, Н. Я. Сергеев, И. А. Тышко,
Б. А. Даринский.
Находившиеся на базе тепловозы Щэл1, Ээл2 и прибывший в фев-
рале 1927 г. из Германии тепловоз Эмх3 с механической передачей
выполняли регулярную работу с поездами от станции Москва до
станции Курск, причем обычно обслуживались ускоренные грузо-
вые поезда весом до 1 000 т. В поезд включался турный вагон
для бригад. В вагоне был установлен небольшой мощности дизель-
компрессор на случай пополнения воздухом пусковых баллонов
тепловоза. Все бригады депо работали по очереди иа каждом тепло-
возе и не было никакого прикрепления. Однако это требовало
надлежащего подбора обслуживающего персонала и высокой под-
готовки его.
62
Несмотря на то, что тепле возы были исключительно опытными,
впервые применялись у иас в эксплуатационной работе, благодаря
высокой сознательности обслуживающего персонала случаи повреж-
дения тепловоза были весьма редкими.
Для проверки надежности работы тепловозов делались дальние
поездки до Махачкалы и Грозного с составом нефтяных цистерн.
В это время тепловозы делали месячные пробеги до 11—12 тыс. км.
Каждый год подводился итог работы тепловозов и определялись
технико-экономические показатели.
Опытная эксплуатация уже тогда дала возможность выявить
преимущества тепловозов: их работоспособность, экономичность,
способность делать большие пробеги без промежуточной Экипиров-
ки, легкость управления и плавность хода.
Помимо указанных выше поездных тепловозов, на базе были ма-
невровые тепловозы (локотракторы) типа Ьм*1 и Ьмк2, две двух-
осные автомотрисы Амх1, Амх2, две четырехосные автомотрисы
АВ-401, АВ-402 и несколько автомотрис конструкции Мытищин-
ского завода постройки 1905—1912 гг.
Советские магистральные тепловозы очень заинтересовали
зарубежных специалистов. Ведь, кроме нашей Родины, таких
локомотивов не существовало ни в одной стране. Осенью 1927 г.
тепловозную базу в Люблино посетила группа американских
железнодорожников. Они хотели лично проверить, действитель-
но ли СССР уже имеет мощные магистральные локомотивы с дви-
гателями внутреннего сгорания. Американцы осмотрели машины,
сделали поездку на одной из них. Они убедились в силе и сме-
лости конструкторской мысли русских инженеров, убедились и
в том, как выгоден для транспорта дизельный локомотив. Но
только спустя немало лет, когда Советский Союз уже накопил
значительный опыт в использовании тепловозной тяги, зарубеж-
ные инженеры, в том числе и американские, решили ступить на
путь, впервые проложенный технической мыслью русских специ-
алистов.
Опытная тепловозная база на станции Люблино просуществовала
до 1932 г., когда после ее ликвидации весь инвентарь был направ-
лен в депо Ашхабад.
ГЛАВА IV
ТЕПЛОВОЗОСТРОЕНИЕ В СССР ДО ВЕЛИКОЙ
ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ
Рассматривая 4 июля 1929 г. программу тепловозостроения на
1928—1929 гг. и корректируя ее. Коллегия Н КПС отметила целесооб-
разность и возможность организации опытов по применению тепло-
возов в широком масштабе путем перевода определенного участка
сети полностью на тепловозную тягу в целях получения сравнимых
данных работы тепловозов и паровозов.
В связи с этим Тепловозная комиссия произвела сравнительные
расчеты по определению стоимости постройки и эксплуатации Тур-
кестане-Си би рекой ж. д. при тепловозной и паровозной тяге. Рас-
четы показали, что экономия по дороге от введения тепловозной тяги
будет 20 млн. руб. в год. Оказалось необходимым иметь ко времени
открытия движения на этой дороге, т. е. до 1931 г., 112 тепловозов
типа 2-5-1 серии Ээп с поставкой их в 1931 г. 20 шт. и в последующие
годы по 45 шт. в год. Постройку таких тепловозов намечалось орга-
низовать на Коломенском заводе.
Однако, Научно-технический комитет (НТК) НКПС не утвердил
соображений Тепловозной комиссии и не согласился на постройку
Туркестано-Сибирской ж. д. под тепловозную тягу без предвари-
тельной опытной эксплуатации. Было признано необходимым обо-
рудовать под тепловозную тягу прежде всего одну из линий, для ко-
торой требуется не более 15—20 тепловозов.
Благодаря успешному выполнению плана индустриализации стра-
ны за годы первой пятилетки значительно возрос грузооборот же-
лезных дорог СССР, превысив уже в 1939 г. уровень 1913 г. на 80%.
Однако несмотря на несомненные успехи в работе железнодорож-
ного транспорта, материально-техническая база его тормозила раз-
вертывание социалистического строительства. В связи с этим июнь-
ский (1931 г.) Пленум ЦК ВКП(б) поставил задачу реконструкции
железнодорожного транспорта путем электрификации железных
дорог, введения мощного подвижного состава, реконструкции верх-
него строения пути и т. д. Пленум признал необходимым введение
иа безводных линиях тепловозов.
Намечалось перевести на тепловозную тягу участки Сталинград—
Тихорецкая, Сальск -Батайск, Красноводск—Чарджоу.
64
Важным этапом в развитии тепловозной тягн явился перевод теп-
ловозов в 1931 г. из опытио-эксплуатационной базы на нормальную
эксплуатацию на Ашхабадской ж. д.
Для этой дороги, проложенной в безводной пустыне, наиболее
подходящим локомотивом был тепловоз. К тому же паровозы на
ней использовали жидкое топливо. В первые годы эксплуатации
тепловозов возникли большие трудности, не были подготовлены кад-
ры для обслуживания новых локомотивов, что сказалось иа их про-
бегах; отсутствовала ремонтная база. Паровозоремонтный завод
в Ташкенте, который должен был производить заводский ремонт
тепловозов, не мог освоить ремонта дизелей и электрооборудования.
Кроме того, тепловозы имели ряд конструктивных недостатков.
В 1935 —1938 гг. в Ашхабаде были построены специальные теп-
ловозные мастерские, хорошо оснащенные техническим оборудова-
нием. В них удалось организовать не только все виды ремонта теп-
ловозов, но также изготовление запасных частей. К этому же вре-
мени было подготовлено значительное количество тепловозников.
В результате работа тепловозов, начиная с 1938 г., резко улуч-
шилась.
Средний пробег тепловоза рабочего парка за год составлял
65 000 км. Тепловоз ВМ, поступивший в эксплуатацию в 1937 г.,
в среднем в год делал 87 000 км. Расход условного топлива теплово-
зами был равен 58—60 кг на 101 ткм, что в 3,5—4 раза меньше, чем
расходовали работавшие в тех же условиях паровозы СО*.
Эксплуатационные расходы на содержание тепловозов, отнесен-
ные к измерителю 101 ткм брутто, оказались иа 33,7% ниже, чем
на содержание паровозов.
Представляют интерес данные о расходе воды. Паровозы серии
СОК в условиях Ашхабадской ж. д. расходовали 176 л воды на 104
ткм брхтто, а тепловозы только 7 л, т. е. в 25 раз меньше.
Эксплуатационная гибкость тепловозов — быстрая готовность
к работе, простота управления, надежное использование мощности
на затяжных подъемах, лучшие условия работы поездных бригад —
полностью подтвердилась эксплуатацией.
Тепловозы показали также хорошие динамические качества. Не-
смотря на нагрузку в 19,5 гп на движущую ось, путевое состояние
участков, где они работали, было всегда лучше, чем участков, на
которых эксплуатировались паровозы с нагрузкой на ось 16 т.
Обточка бандажей тепловозов производилась через 120 000 км,
в то время как на паровозах после 18 000—20 000 км пробега.
Следует помнить, что приведенные данные в основном относятся
к тепловозам серии Э9Л типа 2-5-1, построенным в 1932—1937 гг.
Результаты эксплуатации тепловозов в этот период показали,
что основные трудности в освоении тепловозов в значительной сте-
пени уже были преодолены: подготовлены кадры тепловозников,
любящих свое дело, организована база по капитальному, среднему
и периодическому ремонту тепловозов, а также по изготовлению за-
пасных частей.
5 Зак. 346
65
Данные по эксплуатации тепловозов довольно убедительно пока-
зывали на большую эффективность применения тепловозов и на
значительные преимущества их перед паровозами СОК, которые
в тот период противопоставлялись тепловозам.
Опыт эксплуатации первых тепловозов подтвердил полную на-
дежность и преимущество электрической передачи, в связи с чем
новые тепловозы, начиная с 1931 г., строились, как правило, с
электрической передачей.
Поиски новых решений были направлены также на создание теп-
ловозов непосредственного действия или с компрессорными и меха-
ническими передачами.
ТЕПЛОВОЗЫ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ДЕЙСТВИЯ
Проект тепловоза М. И. Пригоровского (1925 г.). М. И. Приго-
ровский считал, что единственно правильным путем решения теп-
ловозной проблемы является создание специального тягового дви-
гателя внутреннего сгорания, органически приспособленного к ус-
ловиям локомотивной службы. Для этого необходимо, с одной
стороны, изменить рабочий процесс двигателя, а с другой,— разра-
ботать конструкцию рабочих органов, осуществляющих этот но-
вый процесс. Такой двигатель может располагаться на раме локо-
мотива, возможны и иные способы привода движущих осей от
тягового двигателя.
В новом двигателе, в отличие от обычных, процессы наполне-
ния, расширения, выпуска и сжатия протекают подобно тому, как
они осуществляются в паровозной машине. Сжатие и наполнение
регулируют кулисно-золотниковым или кулачково-клапанным рас-
пределительным механизмом. Наполнение производится сжатым
воздухом, причем сжигание топлива начинается с первого же хода
поршня. Величина наполнения имеет максимальное значение при
трогаиии, поэтому процесс наполнения отличается тем, что темпера-
тура в цилиндре благодаря непрерывной подаче наряду с топливом
сжатого воздуха не превышает определенного предела, зависящего
от установленного коэффициента избытка воздуха. Сжатый воздух
поступает от небольшого компрессора. Зажигание топлива с первых
же оборотов тягового двигателя обеспечивается расположенным в
головке двигателя специальным запальником, нагреваемым электри-
ческим током.
Для устойчивой работы двигателя на малых оборотах воздух
предварительно можно подогревать, используя для этой цели
внешний источник, например отработавшие газы, неохлаждаемый
специальный компрессор или компрессор с отбором сжатого
воздуха и газов. При средних скоростях можно в очень широких
пределах регулировать наполнение и связанное с ним среднее ин-
дикаторное давление путем изменения продолжительности впуска
в цилиндры сжатого воздуха и топлива.
На больших скоростях при возможном прекращении подачи в
66
t
цилиндры внешнего сжатого воздуха тяговый двигатель переходит
на работу по нормальному циклу дизеля.
Процесс зарядки цилиндра воздухом осуществляется при всех
режимах, так же как и у нормальных дизелей, т. е. при двух-
тактном исполнении через продувочные окна,'а при четырехтакт-
ном— через впускные клапаны.
Среднее индикаторное давление двигателя Пригоровского, кроме
изменения наполнения, может регулироваться также дросселирова-
нием наддувочного воздуха (рис. 35). Этим одновременно изменяется
температура в цилиндре тягового двигателя.
Рис. 35. Теоретическая индикаторная
диаграмма тягового двигателя При-
горовского:
/. 2 —при трогании и первых 10 — 20 ат.
сжатие незначительное, наполнение <₽max “
= 0.7 —0.8; 5—при скорости 3 — 6 км/ч. на-
полнение	<₽~0,5: 4—7~ при скорости
10 — 20 кл/ч, сжатие полное, наполнение ? —
— 0.4 — 0.3; 8 — при скорости выше 20 км/ч.
сжатие полное, наполнение с — 0,2— 0.1
Ряс. 36. Индикаторная диаграм-
ма опытного тягового двигателя:
/ — при наполнении ?=0,7ип«=
— 32 об/мин: 2 —— 0.6 и п-70; 3 —
о=0,4 ип-120; 4 —if — 0,3 и П —
=160; 5 — -о = 0.2 и п = 190
Оба эти способа регулирования тягового двигателя были в 1930—
1935 гг. проверены в Одесском индустриальном институте на двух
опытных двигателях низкого сжатия (рис. 36).
На первых этапах конструктивной разработки тепловозов непо*
средственного действия у М. И. Пригоровского было стремление ис-
пользовать существующие паровозы путем замены котла дизель-
компрессориой установкой и холодильниками, а машины — ци-
линдрами тягового двигателя, что сулило большой экономический
эффект и быстрое внедрение тепловозной тяги на железных дорогах
СССР. Поэтому в период 1924—1926 гг. М. И. Пригоровский разра-
ботал проект переоборудования паровоза серии Щ, а затем паровоза
серии Д типа 1-2-0 мощностью 300 л. с.
В 1928 г, совещание при техническом бюро НКПС признало
целесообразным в порядке опыта переделать один паровоз Юго-
Западной ж. д. на тепловоз по системе Пригоровского за счет креди-
тов на тепловозостроение на 1927—1928 гг. Такое решение мотивиро-
валось тем, что за границей появились тепловозы Стилл-Китсои
(Англия) и Ансальдо (Италия), из которых последний аналогичен
эскизам Пригоровского. Однако оио не было реализовано.
5*	67
В 1934—1935 гг. Одесским индустриальным институтом был вы-
полнен эскизный проект тепловоза системы Пригоровского (рис. 37),
эквивалентный по мощности паровозу серии Э>. В этой работе при-
нимал участие инж. Д. П. Кон, которым был произведен расчет
рабочего процесса двигателя с верхним наддувом, что делалось
впервые вообще.
Исходя из основных данных паровоза Эу, был произведен рас-
чет эквивалентного тепловоза системы Пригоровского; расчет по-
казал, что при скорости 15 км/ч сила тяги и мощность соответствуют
паровозу серин Э> . При увеличении скорости мощность тепловоза
значительно возрастает. Поэтому при рабочих максимальных ско-
ростях сила тяги тепловоза М. И. Пригоровского значительно пре-
вышает силу тяги паровоза серии Э* и тепловоза серии Э3-", у кото-
Рис. 37. Схема тепловоза Пригоровского:
/—тяговый двигатель: 2-дизель-компрессорная установка
мощностью 600 .,. с
рых мощность остается почти постоянной. Коэффициент полезного
действия тепловоза М. И. Пригоровского достаточно велик —
от 19,7% при скорости 15 км/ч до 27"<> при 50 км/ч.
В 1949 г. после значительного перерыва в работах, вызванного
войной, Пригоровский вновь выступил с проектом тепловоза непо-
средственного действия, учтя при этом ряи соображений, вытекав-
ших из его предыдущих многочисленных исследований и проведен-
ных после войны опытов в лаборатории Одесского техникума.
По этому проекту в движущих цилиндрах локомотива работает
газ, поступающий из камер сгорания под давлением 6—7 ат. Воздух,
необходимый для горения, подается в камеру сгорания из баллонов,
которые заряжаются двумя сдвоенными дизель-компрессорами.
установленными на раме тепловоза. Разгон тепловоза производится
воздухом из тех же баллонов.
Камера сгорания, представлявшая в этой схеме Пригоровского
наибольший интерес, была спроектирована из специальной стали
•с жароустойчивой футеровкой. Верхние части запальников распо-
лагались в цилиндре дизель-ком прессора и нагревались теплом
от сгорания топлива в цилиндрах дизечя, а нижние части — в ка-
мере сгорания.
Этот проект был всесторонне рассмотрен на технических совеща-
ниях, полного одобрения он ие получил, но было констатировано,
68
что некоторые узлы проекта (например камера сгорания) могли
представлять интерес и их следует изучить. Для того чтобы избежать
сооружения специальных громоздких стендов, решено было предо-
ставить в распоряжение Одесского техникума паровоз серии Н, на
раме которого, как на стенде, проверить ответственные узлы тепло-
воза непосредственного действия системы Пригоровского. Стенд был
изготовлен, но внезапная смерть М. И. Пригоровского в июле 1951 г.
нс позволила завершить замысла по доведению узлов тепловоза до
работоспособного состояния. Работы в дальнейшем велись ближай-
шими сотрудниками Пригоровского - Г. А. Рожковым и В. А. Рож-
ковым .
В апреле 1952 г. после первых пусков установки и съемки ннди-
каторых диаграмм сломался поперечный вал дизель-компрессора
и ввиду больших затруднений по изготовлению его, а также вслед-
ствие прекращения отпуска средств работы были прерваны.
Проект тепловоза И. Ф. Ядова (1925 г.). Тепловоз (рис. 38)
состоит из трех основных групп. Первую группу образует шестици-
линдровая паровоздушная компрессорная установка 1 мощностью
900—1 000 л. с., приводимая в действие двигателями 4 внутреннего
сгорания с двухступенчатыми поршнями 3 и не связанная кинема-
тически с осями тепловоза. Воздух, сжатый в компрессорах до
1.6 ат, через нагнетательные клапаны и продувочные отверстия по-
ступает в цилиндр двигателя 4 в конце хода поршня 3 вниз. Продук-
ты горения из цилиндра 2 уходят в выпускную трубу 5 и через па-
ровой котел 7 в атмосферу, отдав часть своей теплоты воде. В по-
лости 2 пар смешивается с воздухом. Смесь сжимается до 8 ст и
подается в ресивер 6.
Вторую группу составляют двухцилиндровый двухтактный
двигатель 9 внутреннего сгорания высокого давления односторон-
него действия и двигатель 10 низкого давления паровозного типа.
Продувочный воздух в смеси с паром из полости 2 поступает в ци-
линдры двигателя 9, который через штоки//, ползуны 12 и шатуны
13 приводит в движение коленчатые оси 14. Два цилиндра двига-
телей 10 низкого давления, работающие охлажденными отработав-
шими газами от двигателя 9, расположены снаружи рамы и также
приводят в движение коленчатую ось 14.
Третья группа состоит из парового котла 8, используемого для
охлаждения отработавших продуктов горения двигателей высокого
давления, котла 7,'воспринимающего тепло отработавших газов
двигателя 4, и ресивера 6.
Тепловоз Ядова работает следующим образом. Прежде всего
воздухом из запасного резервуара или паром от котла 7 запускается
вхолостую двигатель первой группы. Затем тепловоз приводится
в движение цилиндрами 10, в которых работает смесь сжатого
воздуха и пара. Как только скорость достигнет 10—15 км/ч, соот-
ветствующие клапаны перекрываются и смесь сжатого воздуха
и пара под давлением 5—8 ат поступает в цилиндры двигателя 9.
Здесь смесь сжимается до 40 ат, после чего подается топливо под
69
Рис. 38. Схема тепловоза Ядова
давлением 80—200 ат топливными насосами. Отработавшие газы
поступают в котел 8 и, проходя по дымогарным трубам, отдают теп-
но воде. Паром этого котла можно в любое время привести в движе-
ние двигатели первой группы, его добавляют к сжатому воздуху при
работе тепловоза на маневрах и при трогании с места, чтобы темпе-
ратура воздуха в конце расширения не была ниже нуля.
Цилиндры двигателя 10 низкого давления увеличивают мощность
двигателя непосредственного действия почти вдвое, в результате
вес его иа 1 л. с. уменьшается, что и является оригинальной особен-
ностью тепловоза системы Ядова.
И. Ф. Ядов считал, что его тепловоз будет иметь коэффициент
полезного действия около 35% и сможет перемещать поезда с вы-
сокой скоростью, стоимость тепловоза благодаря меньшему весу,
приходящемуся на 1 л. с., ие превысит стоимости паровоза.
Ввиду сложности проекта и наличия ряда узлов, требовавших
большого предварительного изучения, проект Ядова не был принят.
Проект тепловоза Сидорова (1924—1925 гг.). При создании
проекта Г. С. Сидоров считал, что от тепловозного дизеля тре-
буется нормальная работа на площадке, форсированная на подъ-
еме и минимальная на уклоне. Поэтому какая-либо передача
между валом дизеля и движущими колесами необходима только
при трогаиии с места и при работе на подъеме; при работе же иа
площадке и уклоне вал дизеля может быть так или иначе сцеплен
с движущими осями. Исходя из этих положений, Г. С. Сидоров пред-
ложил конструкцию передачи, которая при трогании с места и работе
на подъемах позволяет отключать дизель от движущих осей, а при
работе на площадках и уклонах сцеплять дизель с движущими осями
посредством кулачковой муфты.
Двухтактный дизель двойного действия с четырьмя цилиндра-
ми 1 расположен наклонно в передней части тепловоза (рис. 39).
Внутри рамы установлены два цилиндра 2, поршни которых имеют
общие скалки с поршнями внутренних цилиндров 1, снаружи рам
под будкой машиниста— два цилиндра 4. Общие крейцкопфы внут-
ренних цилиндров / и 2 через шатуны вращают отбойный вал 3, ко-
торый особыми кулачковыми муфтами соединяется с наружными
шайбами, связанными с пальцами движущих осей. Цилиндры 4 свя-
заны с движущими осями дышлами.
Тепловоз системы Сидорова работает следующим образом. При
трогании с места машинист разъединяет отбойный вал от шайб
с кривошипами, открывает регулятор 5 и сжатый воздух поступает
из запасного резервуара 6 в цилиндры 2. После того как внутрен-
ние цилиндры 1 прогреются, машинист включает подачу топлива
к ним и цилиндры 1, 2 работают как дизель-компрессоры высокого
давления, заполняя сжатым воздухом резервуар 6. Когда давление
в резервуаре 6 доведено до нормы, машинист ставит распредели-
тельный механизм в такое положение, что весь сжимаемый цилинд-
рами 2 воздух поступает в цилиндры и тепловоз трогается с места.
Отработавший в цилиндрах 4 воздух, имеющий еще высокое дав-
71
I1-
леиие, поступает в запасный резервуар продувочного воздуха и в
трубопровод, откуда попадает для продувки цилиндров 1 двига-
теля внутреннего сгорания. Отработавшие в цилиндрах / продукты
сгорания отводятся через конус 7 в дымовую трубу. Цилиндры 1 ох-
лаждаются водой. Испаряющийся при этом пар из камеры 8 посту-
пает в холодильник 9, в котором отдает тепло проходящему по
трубам воздуху, всасываемому конусом 7. Образовавшийся кон-
денсат стекает обратно в камеру 8 по трубопроводу 10. При дости-
жении необходимой скорости машинист включает кулачковую муф-
ту, и дизель начинает вращать движущие оси. Серьезными затруд-
нениями при конструировании тепловоза было создание муфт, кото-
рые позволяли бы соединять и разъединять шатуны машин от тяго-
вого вала. Сложной была общая компоновка тепловоза.
Техническая секция Научно-технического комитета, неоднократ-
но рассматривавшая проект тепловоза системы Сидорова, в своем
решении от 29 октября 1928 г. признала конструктивную разра-
ботку проекта преждевременной и вместе с тем сочла желательной
экспериментальную проверку рациональности цикла в лаборатор-
но-заводских условиях параллельно с намеченными аналогичными
испытаниями циклов Ядова, Мазинга и ГОМЗ.
Проект тепловоза Трииклера (1925—1928 гг).. Конструктор
завода Сормово Г. В. Тринклер — крупный специалист в обла-
сти двигателестроения — предложил проект тепловоза (рис. 40),
имеющего с каждой стороны рамы по два рабочих цилиндра /,
поршни которых сообщают движение особому укрепленному на
раме балансиру 2. От этого балансира движение шатуном 3 пере-
дается прямо на спарники. Благодаря такому непосредственному
действию главного двигателя на оси без передачи, естественно,
гарантировано высокое значение коэффициента полезного действия.
Главный двигатель может начать работать только при извест-
ном числе оборотов, когда тепловоз уже разовьет определенную
скорость. Поэтому для разгона тепловоза служит вспомогатель-
ный агрегат, состоящий нз быстроходного двигателя 4, вращаю-
щего электрический генератор 5, который питает током электро-
двигатель, соединенный зубчатой передачей и шатуном 6 с осями
тепловоза- По достижении поездом скорости около 10 км/ч глав-
ный двигатель начинает работать самостоятельно, после чего вспо-
могательный агрегат, по желанию, может вращаться вхолостую,
развивать некоторую работу, увеличивая тем самым общую мощ-
ность тепловоза, или вообще остановлен.
Работа вспомогательного двигателя связана с потерей энергии
(20—25%) в передаче, ио на общий расход топлива это мало влияет,
так как агрегат работает непродолжительное время.
Тепловоз Г. В. Тринклера не содержал неосуществимых эле-
ментов, а также неправильных принципиальных решений, и даль-
нейшая работа по этому проекту могла бы быть продолжена,
однако в тот период проект был признан сложным и ие был осу-
ществлен.
73
74
Проект тепловоза Максимова (1927 г.). Сжатый до 35am воздух
из компрессора 1 (рис. 41), установленного на раме тепловоза,
поступает по трубе J во внутреннюю полость двухстениого резер-
вуара 2. Наружная полость резервуара обогревается отработав-
шими газами, поступающими по трубе 4 от дизель-компрессора
и по трубам 10 и 7 от главной машины 9 и уходящими затем на-
ружу по трубе 17. Горячий сжатый воздух из резервуара 2 по трубе
15 через регулирующий клапан 6. трубу 14 и золотинки 13 посту-
пает в камеры сгорания двухцилиндровых двухтактных двойного
действия двигателей 9 с мотылями, расположенными под углом
90°. Цилиндры двигателя 9 снабжены выпускными клапанами 8,
форсунками и калоризаторами 11. Для охлаждения циркуляцион-
ной воды установлены два радиатора 12.
Перед пуском тепловоза в ход разогревают калоризаторы 11,
открывают клапан 6 и сжатый воздух из резервуара 2 подается
в камеру сгорания одного из цилиндров двигателя 9, поршень
которого стоит вблизи мертвой точки. Затем в камеру сгорания
подается нефть, которая, попадая на разогретый калоризатор 7/,
воспламеняется и обеспечивает рабочий ход поршня под нагруз-
кой. Следующим ходом поршень выталкивает продукты сгорания.
В конце этого хода камеры сгорания снова заряжаются сжатым
воздухом из резервуара 2. Таким образом, машина 9 работает по
двухтактному циклу без хода сжатия, но с ходом выпуска. Когда
тепловоз придет в движение, пускают дизель-компрессоры 1, по-
дающие воздух в резервуар 2, в который также добавляются от-
работавшие газы, благодаря чему воздух нагревается до 800°,
и в дальнейшем процесс в машинах 9 может протекать по циклу
дизеля без сжатия, но с выталкиванием; ход сжатия выполняется
дизель-компрессе ром 1. Клапаном 6 изменяют количество воз-
духа, поступающего в камеру сгорания, а регулятором нефтяного
насоса — количество нефти. Рукояткой 5 газораспределитель
переставляется на передний или задний ход. Машины 9 при-
водят в движение коленчатые оси /6, спаренные дышлами с
осью 18.
Техническая секция НТК от 24 февраля 1928 г. признала,
что рабочая машина тепловоза, предлагаемого Максимовым, пред-
ставляет собой разделенный двигатель внутреннего сгорания, яв-
ляющийся удачной комбинацией известных идей (Ядова,
Сперри), и при надлежащем конструктивном исполнении может пред-
ставить интерес. Поэтому секция считала целесообразным дать воз-
можность Максимову закончить разработку проекта применительно
к паровозу У у и после рассмотрения проекта решить вопрос о пост-
ройке опытной машины.
Одиако проект разработан не был и опытная машина не была
построена.
Проект тепловоза Юровского (1933 г.). Основная идея этого
проекта заключается в том, что часть цилиндров дизеля, распо-
•ложенного иа раме тепловоза, через балансиры связана с его ося-
75
ми, а остальные подают воздух в ресивер, причем кривошипы
движущих колес насажены под углом 90 .
Наибольший интерес в этом проекте представляет схема дви-
гателя (рис. 42). В цилиндре / двухтактного дизеля воздух сжи-
мается до 45 ат, причем 5О41» сжатого до такого давления воздуха
через клапан 2 выталкивается в ресивер 3. После закрытия кла-
пана 2 и подачи топлива в цилиндре происходит воспламенение
и начинается рабочий ход. В конце рабочего хода газы удаляются
продувочным воздухом и цикл повторяется.
Рис. 42. Схема двигателя Юровского
Сжатый воздух из ресивера 3 через клапан 4 поступает в тяго-
вые цилиндры 7, после чего через форсунку 5 туда подается топ-
ливо, происходит вспышка, начинается рабочий ход и, следова-
тельно, движение тепловоза. После расширения продукты сгорания
удаляются сначала через выпускные окна 8 (свободный выпуск),
а затем (после закрытия окон) через клапаны 6. Такой способ
выпуска облегчает работу выпускного клапана, так как через
него проходят газы, имеющие невысокую температуру. Остаток
продуктов горения подвергается некоторому сжатию и затем цикл
протекает в том же порядке. Впускной клапан 4 и форсунка 5
управляются особым механизмом, позволяющим изменять степени
наполнения и соответственно этому количественную подачу топ-
лива так, чтобы сгорание происходило при постоянном избытке
воздуха.
При постоянном числе оборотов вала двигателя и подаче
воздуха цилиндром 1 степень наполнения тягового цилиндра 7
воздухом, а также и объем газов в конце горения будут изменяться
обратно пропорционально скорости тепловоза, т. е. получается
тяговая характеристика, аналогичная паровозной.
76
Намечалось подвергнуть опытной проверке клапан для от-
бора сжатого воздуха, после чего можно было бы произвести прак-
тическую оценку предложенной схемы путем изготовления опыт-
ного образца тепловоза. Эти работы не были выполнены.
Проект тепловоза Хлебникова (1982 1945 гг.). Г. К. Хлебни-
ков считал, что тягоаый тепловозный двигатель должен иметь
камеру сжатия переменного объема, что обеспечит горение топ-
лива при различных оборотах и любом тепловом состоянии дви-
гателя. Для подтверждения этого соображения Хлебников в 1937—
1940 гг. в Научно-исследовательском институте НКПС провел
эксперименты над двухцилиндровым двухтактным двигателем, снаб-
женным спроектированной им переменной камерой сжатия, за-
пальным устройством и верхним наддувом. Изучение работы этого
двигателя со снятием большого количества диаграмм, замерами
температур, давлений и пр. позволило сделать ряд выводов. От-
метим некоторые наиболее интересные из них.
Воспламенение топлива в тяговом двигателе в момент тро-
гания поезда и в периоды работы иа малых скоростях прн раз-
гоне возможно только от специального запальною устройства
(искусственное зажигание). Однако искусственное зажигание при
высоком давлении сжатия приводит к чрезмерному давлению
вспышек (120—150 ат), снизить которое можно путем уменьшения
давления сжатия. Но в этом случае падает экономичность двига-
теля, из-за чего допускать работу с пониженным давлением сжа-
тия можно только кратковременно, т. е. в период трогания и раз-
гона. Остальное же время двигатель должен работать по прин-
ципу высокого сжатия.
Г. К. Хлебников предложил и в экспериментах над опытным
двигателем проверил три способа понижения давления вспышки
при трогании с места.
1.	Полное удаление из цилиндра воздуха, поступившего в него
в период всасывания или продувки, и питание тягового двигателя
воздухом высокого давления, приготовленным компрессором, при-
водимым в действие от отдельного двигателя или из баллонов.
Начиная с момента трогания и во время разгона, в цилиндры
тягового двигателя впускается воздух с одновременной подачей
и сжиганием в нем топлива.
2.	Частичное удаление из цилиндров воздуха, поступившего
в период всасывания или продувки, и питание двигателя воздухом
высокого давления, приготовленным тем же способом.
3.	Увеличение объема камеры сжатия до размеров, обеспе-
чивающих давление сжатия, при котором давление вспышки не
превосходит нормально установленной для тягового двигателя.
Увеличение воздушного заряда цилиндра нижним или верхним
наддувом для получения необходимого среднего индикаторного
давления.
Воспламенение топлива в потоке воздуха, подаваемого в ци-
линдр, возможно от раскаленного тела, нагретого от постороннего
77
источника тепла. Перед началом работы двигателя или перед тро-
ганием в камере сжатия должно быть создано тепловое напряжение,
обеспечивающее зажигание топлива.
Проверка всех трех способов на экспериментальном тяговом
двигателе показала, что создание теплового напряжения в камере
в период работы двигателя при трогании и разгоне лучше обеспе-
чивается при третьем способё. Снятые диаграммы показали, что
при работе с увеличенной камерой сжатия горение топлива начи-
нается со второго оборота вала и более не прекращается, а при
работе с частичным выталкиванием первая вспышка происходит
на четвертом обороте, потом прекращается и дальше появляются
случайные вспышки, которые с течением времени возникают реже
и прекращаются совсем.
Надежное зажигание и безотказное горение топлива при любых
оборотах в двигателе с увеличенной камерой сжатия обеспечивается
тем, что в этом случае тепловое напряжение камеры горения под-
держивается подогревом воздуха от сжатия и от запальника на
уровне значений, обеспечивающих воспламенение топлива. Для
проверки надежности зажигания топлива при пуске двигателя
с переменной камерой сжатия под нагрузкой было сделано много
опытов при различных тепловых режимах, т. е. в зависимо-
сти от температур воды, охлаждающей стенки цилиндров.
Двигатель пускался под нагрузкой безотказно..
Как известно, в тепловозах непосредствениого действия тре-
буется расход воздуха иа повышение или на создание среднего
индикаторного давления при трогании и разгоне состава. В случае
трогания и разгона без горения топлива работа трогания совер-
шается целиком воздухом. При горении же топлива вследствие
повышения температуры происходит увеличение объема продук-
тов горения и поэтому расход воздуха иа трогание уменьшается.
Это было подтверждено данными экспериментов иад опытным дви-
гателем, результаты которых показали, что расход воздуха при
работе двигателя на одном воздухе с повышенным индикаторным
давлением увеличивается в сравнении с тем, которое потребова-
лось бы при горении топлива, в 10—14 раз. Следователь-
но, мощность дополнительной установки при трогании с горе-
нием топлива в цилиндре может быть значительно уменьшена
и составит примерно 1,5—2% мощности основного двигателя.
Наконец, опыты подтвердили, что тяговые качества двигателя
внутреннего сгорания с переменной камерой сжатия эквивалентны
тяговым качествам паровой машины паровоза.
На основании экспериментального материала, получен и ого при
исследовании тягового двигателя с переменной камерой сжатия,
был разработан технический проект тепловоза непосредственного
действия (рис. 43).
При разработке проекта были использованы рама, ходовая
часть и движущие части машины теплопаровоза системы Луган-
ского завода. Тяговый двигатель внутреннего сгорания с пере-
78
менной камерой сжатия, противоположно движущимися поршнями
и прямоточной продувкой должен был работать по двухтактному
процессу при расширении газов только во внутренних полостях;
внешние полости цилиндров используются для приготовления про-
дувочного и наддувочного воздуха давлением до 3 ат. Усилия
от действия газов передаются колесам через отбойные валы. Для
улучшения отвода тепла от поршней головки их заполнены мас-
лом. Масло, воспринимая тепло от головки поршня, передает
его через поршневые кольца цилиндровой втулке, охлаждаемой
водой (рис. 44).
Тяговый двигатель тепловоза прн трогании с места и разгоне
поезда работает по принципу низкого сжатия с зажиганием топ-
лива от электрического запальника. При этом клапаном с порш-
невым приводом открывается дополнительная камера, в которой
Рис. 43. Проект тепловоза Хлебникова
расположены запальник и пусковая форсунка типа Аршаулова.
Однако из-за ограниченных габаритов для подвижного состава
затруднительно создать выгодную форму камеры. При увеличен-
ной камере сжатия давление в конце сжатия равно 16,3 кг'см2,
и расчетное давление вспышки — 36,5 кг!см2. Среднее индикатор-
ное давление, отнесенное ко всему ходу поршня, необходимое
для обеспечения наибольшей силы тяги в мощном тепловозе, дос-
тигает 13,5 кг/см2. Этим определялась степень иаддува, равная
примерно 75—76%.
Таким образом, при добавлении 75% воздуха к основному
воздуху, подаваемому в период продувки, будут обеспечиваться
трогание и разгон состава до скорости 10—15 км!ч, прн которой
уже получается самовоспламеиенне топлива и нормальный рабочий
процесс дизеля. При этом для получения достаточно высоких
значений среднего индикаторного давления (до 12 кг/см2) в проекте
предусматривается наддув при давлении 1,5 ат. Чтобы получить
большой крутящий момент в очень широком диапазоне изменения
скоростного режима двигателя, необходимо хорошее распыливаиие
топлива. Поэтому выбран топливный насос, в котором нагнетатель-
ный ход плунжера происходит под действием пружины (насос
79
-*2500
Рис. 44. Тяговый двигатель тепловоза Хлебникова
типа Ганц — Ендрассик). Применение такого принципа обеспечи-
вает одинаковое качество распыла при любой угловой скорости
кулачкового валика топливного иасоса, что проверено опытом экс-
плуатации аналогичных насосов на дизелях дизель-поезда.
Анализ расчетных и опытных величин показывает, что комбина-
ция верхнего и нижнего наддува для увеличения среднего инди-
каторного давления в тяговом двигателе тепловоза дает гибкое
регулирование мощности при любых скоростях движения. На
раме тепловоза намечалось установить вспомогательный днзель-
компрессор высокого давления с использованием дизеля типа
1Д12, в котором 6 цилиндров работают в качестве двигателя,
а остальные 6 — в качестве компрессора, причем в четырех ци-
линдрах воздух сжимается до 8 ат, а в двух до 70 ат. Система
управления тепловоза выполнена аналогично системе управления
теплопаровозом Луганского завода типа 1-4-1 путем воздействия
через кулачковый механизм на период открытия наддувочного
клапана и на подачу топливных насосов. Золотниковый механизм
используется для управления фазами распределения продувочным
насосом в задних полостях рабочих цилиндров и для управления
открытием наддувочных клапанов при трогании с места.
Проект тепловоза Г. К. Хлебникова и весь относящийся к
нему материал — экспериментальные и расчетные данные и др. —
был рассмотрен на ряде технических совещаний.
Он получил благоприятные отзызы и заключения и был пе-
редан Луганскому заводу для разработки отдельных узлов, в
частности переменной камеры сжатия. Однако проект остался не-
завершенным.
Проект тепловоза Майзеля (1945 г.) При создании тепловоза
непосредственного действия всегда камнем преткновения был воп-
рос пуска дизеля и разгон поезда, что требовало постановки
на раму тепловоза вспомогательного дизель-компрессора мощностью,
равной 40—50% мощности главного дизеля. При старых типах
дизель-компрессоров эта вспомогательная установка получалась
настолько сложной и дорогой, что по существу сводила на нет
преимущества тепловоза непосредственного действия. Одной из
попыток обойти это затруднение является предложение Л. М.
Майзеля.
Тепловоз Майзеля в основном состоит нз двухтактного дизеля 1
(рис. 45) с противоположно движущимися поршнями, свободио-
поршневого дизель-комп рессор а 2, продувочного насоса 3 и ходо-
вой части. Дизель-комп рессор предназначен для подачи воздуха
в тяговую машину при трогании и разгоне тепловоза до момента
появления вспышки в тяговом двигателе, а также для верхнего
наддува тягового двигателя при больших нагрузках и привода
вспомогательных агрегатов. На тепловозе предполагалось устано-
вить два одинаковых дизель-компрессора общей производитель-
ностью 78 лМмин.
Поршневая группа дизель-компрессора состоит из трех сое-
6 Зак. 34 6	81
TonntiBo
Рис. 45. Схема тепловоза Майзеля
82
динениых в одно целое поршней: дизельного и двух компрессор-
ных (I н II ступеней). Движение системы поршней происходит
в результате сгорания топлива в дизельном цилиндре. Цилиндр
I ступени компрессора работает как продувочный насос дизель-
ного цилиндра.
Дизель-компрессор пускается сжатым до 22 ат воздухом из
баллонов объемом 400 л, куда он нагнетается основным дизель-
комп рессором.
Цилиндры тягового двигателя расположены горизонтально пО
два с каждой стороны тепловоза, один над другим. Усилия от
поршней передаются через шатун и систему дышел иа тяговые
валы. Двигатель имеет два вида питания: сжатым воздухом от
дизель-компрессора и жидким топливом. Питание сжатым возду-
хом осуществляется через специальный воздушный клапан. Жид-
кое топливо подается в цилиндры газовым толкателем. Поршень
толкателя, на который давят газы из камеры сжатия двигателя,
связан с плунжером, подающим топливо в цилиндр. Давление
топлива во столько раз больше давления газов, во сколько раз
площадь плунжера меньше площади поршня толкателя.
Применение газовых толкателей гарантирует автоматическое
регулирование угла опережения впрыска топлива в зависимости
от числа оборотов за счет изменения показателя политропы сжатия
в цилиндре двигателя. Однако газовые толкатели недостаточно
устойчивы в работе вследствие загорания уплотнительных колец
поршней.
Работа тепловоза протекает следующим образом. Вначале сжа-
тым воздухом из баллонов пускается дизель-компрессор, который
через подогреватель подает воздух в главный ресивер. Форсунка
подогревателя включается сразу же после получения первых пор-
ций сжатого воздуха; температура подогрева регулируется из-
менением подачи топлива. Давление в главном ресивере контро-
лируется по манометру, установленному на щите машиниста. Когда
оно достигнет 20—21 ат, тепловоз может быть приведен в движение.
Для этого машинист устанавливает реверс и открывает воз-
душный регулятор; воздух через воздушные клапаны поступает
в цилиндры тягового двигателя и разводит поршни, которые через
шатуны, качаяки дышла и отбойный вал передают движение спар
никам колес тепловоза. Разгон поезда весом 1 700 т на подъеме
5”обеспечивается до скорости 12 км!ч, когда происходит вспышка
в цилиндрах н начинает работать тяговый двигатель. Для подачи
топлива к тяговому двигателю переводят дизельный регулятор
в соответствующее положение. При этом в работу включаются
газовые толкатели, которые подают топливо в цилиндры при на-
хождении поршней вблизи внутренней мертвой точки. После тоги
как в цилиндре произойдет вспышка топлива, при помощи
воздушного клапана осуществляется переход на работу двигателя
с наддувом. Продувочные насосы 3, связанные с движущими час-
тями тягового двигателя, включаются дизельным регулятором,
6*	63
подают продувочный воздух только тогда, когда тяговый двига-
тель работает на топливе, — в других случаях они работают вхо-
лостую.
При движении тепловоза под уклон при помощи регулятора
продувочный воздух направляется в атмосферу, и подача топ-
лива прекращается.
Проект тепловоза непосредственного действия Майзеля был
подробно рассмотрен на техническом совещании при тепловозном
отделении ЦНИИ МПС 22 марта 1945 г., а затем на НТС МПС
и было принято решение выдать заказ Луганскому заводу на раз-
работку отдельных узлов этих тепловозов.
Рис* 46. Схема теплопаровоза Луганского завода:
/ — толкатель; 2 —форсунка; 3—турбовоздуходувка; 4~дымосос; Б— нефть из тен-
дера; б —продувочный воздух; 7 — отработавшие газы; в — мятый пар; 9—острый пар
Однако в последующем ии опытная проверка узлов, ни по“
стройка опытного образца не были осуществлены. Главной при-
чиной было то, что в этот период ие имелось еще отработанной
конструкции свободно-поршиевого компрессора.
Теплопаровозы Луганского завода (1939 1941 гг.). В 1935—
1938 гг. инженер Л. М. Майзель предложил локомотив, силовая
установка которого представляет собой сочетание двигателя внут-
реннего сгорания с паровой машиной, так называемый теплопаровоз.
Луганский завод в 1939—1940 гг. построил пассажирский
теплопаровоз типа 1-4-1, а в последующем —грузовой типа
1-5-1. Принципиальная схема этих теплопаровозов (рис. 46)
одинакова. Теплопаровоз имеет два цилиндра, в каждом
из которых перемещаются в разные стороны два поршня,
образующих три полости — среднюю, работающую как двух-
тактный дизель с прямоточной продувкой, и крайние, выпол-
84
няющие функции паровых машин, При трогании теплопаровоза
с места все шесть полостей обоих цилиндров работают паром. При
достижении скорости 15—20 км 1ч подача пара в средние полости
прекращается, и они начинают работать как дизели. После этого
паровые полости могут быть выключены и вновь включены в зави-
симости от требующейся силы тяги. В 1943 г. было устроено при-
способление, позволяющее впускать пар в среднюю (дизельную)
полость цилиндра при одновременной работе ее по дизельному
процессу. Этим увеличивается мощность средних полостей за счет
увеличения работы при расширении.
Поршни двигателя этого теплопаровоза оригинальной кон-
струкции — головки их снабжены специальной камерой, заполняе-
мой маслом, которое играет роль теплопроводящей среды (исполь-
зуется конвекция) и приводит к выравниванию температур днища
и боковых стенок. Через стеики поршня и поршневые кольца теп-
лота передается цилиндру, имеющему водяное охлаждение. Воздух
для продувки и зарядки под давлением 1,25 ат подается в дизель-
ную полость центробежным насосом 3, приводимым в действие при
помощи паровой турбины. На каждом цилиндре устанавливались
два топливных иасоса и две форсунки. Топливный насос / (с га-
зовым толкателем) по конструкции достаточно прост и надежен
в работе. Основные данные этого тепловоза следующие: наиболь-
шая мощность 3 000 л. с., наибольшая скорость 130 км.!ч; испаря-
ющая поверхность котла 200 mz; давление пара 20 ат; диаметр ко-
лес 1 850 мм; диаметр цилиндра двигателя 430 мм; ход поршня
2 X 770 мм; наибольшее число оборотов 340 об! мин; степень сжа-
тия в дизеле 11.4. Результаты испытаний теплопаровоза показа-
ли, что коэффициент полезного действия его составлял 10—12%.
Однако эти локомотивы признания не получили. Основным не-
достатком их был низкий коэффициент полезного действия по срав-
нению с коэффициентом полезного действия тепловозов с электри-
ческой передачей.
ТЕПЛОВОЗЫ С ГАЗОВОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ
Тепловозы с газовой передачей характеризуются применением
сжатого воздуха, газа или пара для работы в машине, идентичной
машине паровоза с ее распределением и управлением. Различают
передачи разомкнутого и замкнутого процессов. Замкнутый про-
цесс применяется только в паровой передаче. Рабочее тело — пар
после расширения в цилиндрах — возвращается в компрессор, где
опять сжимается.
Теоретически и практически выяснена невыгодность работы
сжатым воздухом без подогрева его отработавшими газами от
двигателя. По условиям смазки температуру сжатого газа в ра-
бочей машине принимают 380—425° С, воздуха 320—360° С, воз-
духа в компрессоре — 200° С, рабочее давление р = 7 сип. Обычно
при нормальной работе степень наполнения цилиндров е 0,3.
85
При этих условиях к. п. д передачи, отнесенный к ободу
колеса,
Чп =’ Tj/ Чм Ъ — 0,47 — 0,5,
где — индикаторный к. п. д. рабочей машины (tq, 0.8);
т1м — механический к. п. д. рабочей машины (тдм •==, 0,85);
г1к — к. п. д. компрессора (^к — 0,7— 0,75).
Проверочные расчеты показывают, что локомотив с такой
передачей в лучшем случае может иметь к. п. д. 18%.
Несмотря, однако, на низкий к. п. д., тепловозы с газовой
передачей длительное время привлекали внимание конструкторов.
В качестве тягового двигателя имелось в виду использовать машину
паровозного типа, что и являлось одним из веских доводов в пользу
тепловозов с компрессорной передачей. Казалось, что сохранение
па тепловозе машины паровозного типа значительно упростит
обращение с ним. Кроме того, считали, что к. п. д. локомотива
можно повысить за счет тепла отработавших газов, которые могут
использоваться для подогрева рабочего газа или непосредственно
в рабочей машине.
Принцип работы газовой передачи основан на том, что газ сжи-
мается до определенного давления, а затем расширяется в рабочей
машине, связанной с движущими осями. Сжатие газа прн этом может
производиться:
1)	специальным компрессором, приводимым в движение главным
двигателем тепловоза;
2)	особой конструкция генератором, который, являясь первич-
ным двигателем тепловоза, готовит рабочий газ необходимого дав-
ления в виде продуктов сгорания топлива;
3)	дизель-компрессе ром, представляющим собой соединение глав-
ного двигателя тепловоза с компрессором в одной машине.
При использовании в качестве рабочего тела продуктов сго-
рания топлива клапаны и детали рабочей машины могут не вы-
держать высокой температуры. Поэтому прибегают к охлаждению
газов, впрыскивая в них воду, и тем создают рабочее тело в виде
парогазовой смеси.
Проекты тепловозов Мазинга и ГОМЗ1 (1923—1927 гг.) В
1923 г. Е. К. Мазииг представил в Госплан проект тепловоза с
компрессорной передачей- Транспортная секция Госплана при-
знала практическое значение постройки такого тепловоза н пред-
ложила НКПС и ВСНХ принять на себя разработку проекта Ма-
зи ига силами технического бюро ГОМЗ.
Как уже указывалось, при создании тепловоза с компрессор-
ной передачей наиболее трудно было осуществить подогрев сжа-
того воздуха. Наиболее простым, но и наименее надежным реше-
нием этой задачи является применение поверхностного подогрева-
теля. Все авторы схем компрессорных передач искали пути осво-
1 Государственное объединение машиностроительных заводов.
66
бодаться от такого типа подогревателя. Шелест первый предло-
жил применить для этой цели принцип смешения. По идее Мазинга
в паровозных цилиндрах должен был работать сжатый днзель-
компрессором воздух, подогреваемый путем смешения с продук-
тами горения. Однако при таком решении проблемы трудность
состояла в сохранении постоянного или близкого к постоянному
состава рабочей смеси. Автоматическая регулировка дизеля, пред-
назначенная для сохранения такого постоянства, и составляла
основную часть патента Мазинга.
По предложенной схеме (рис. 47) на одном продольном валу
расположены три цилиндра 1,2, 3 двухтактного дизеля после-
довательного расширения и три цилиндра 4, 5, 6 компрессора.
Из цилиндра 4 воздух поступает в расходный резервуар 10, а
из цилиндров 5 н 6 — в «сожигательные» цилиндры 2 и 3 для их
продувки и далее вместе с продуктами горения в резервуар 11.
Из резервуара 11 часть смеси подается в цилиндры 1, 2, 3, где
она расширяется, а другая часть ее поступает в расходный ре-
зервуар 10, из которого через регуляторный вентиль 8 направ-
ляется в цилиндры 7 паровозного типа. Давление в резервуаре
10 при помощи специального регулятора 9 поддерживается по-
стоянным и равным 7 ат. Главным достоинством схемы Мазинга
являлось весьма полное использование тепла продуктов горения.
Слабым местом схемы было, во-первых, громадный расширитель-
ный цилиндр 1 и, во-вторых, значительный перепад давления (около
15 ат) при переходе продуктов горения из цилиндров 2 и 3 в ци-
линдр 1. Правда, благодаря такому перепаду Мазингу удалось
сделать цилиндры своего двигателя бесклапанными — на крышках
цилиндров 2 и 3 у него имеются только форсунки. Основным же
87
недостатком схемы Мазинга была чрезмерно высокая температура
газов, поступающих в паровозные цилиндры (430°С). При такой
температуре могли возникнуть затруднения со смазкой цилиндров.
Как уже указывалось выше, проект тепловоза Мазинга в соот-
ветствии с решением Госплана был передан в техническое бюро
ГОМЗ, где он был разработан в двух вариантах.
По одному варианту двухтактный двигатель 1 (рис. 48) при-
водит в действие через муфту 2 двухступенчатый компрессор 3,
иижиие полости цилиндров которого служат продувочными на-
сосами двигателя. Воздух, сжатый компрессором, подогревается
Рис. 48. Проект тепловоза Мазинга и ГОМЗ
газами двигателя в поверхностном подогревателе. Нагретый чис-
тый воздух поступает в ресивер 4, откуда расходуется для работы
в локомотивных цилиндрах 5. Регулирование количества воздуха
производится изменением числа оборотов дизель-компрессора от
275 до 70 об!мин. Дальнейшее уменьшение подачи достигалось
дросселированием воздуха, всасываемого компрессором.
Регулирование производилось автоматическим прибором, дейст-
вующим в зависимости от давления в расходном ресивере.
По второму варианту двухтактный двигатель вращает одно-
ступенчатый компрессор, нижние полости которого служат про-
дувочным насосом двигателя. При сжатии в компрессор впрыски-
вается вода для понижения температуры сжимаемого воздуха.
Смесь воздуха и водяных паров подогревается отработавшими
газами двигателя в специальном подогревателе и поступает в
расходный резервуар для дальнейшего использования в локомо-
тивных цилиндрах.
Впрыскивание воды, по мнению авторов, позволяет повысить
коэффициент полезного действия, который по этому варианту про-
екта тепловоза доходил до 25%.
88
Оба варианта были подробно рассмотрены, и Тепловозная
комиссия сочла необходимым изучить в лабораторных условиях
термодинамические процессы в циклах передач обоих вариантов-
Однако ни предложение Мазинга, ни варианты его, разра-
ботанные бюро ГОМЗ, не были осуществлены.
Проект тепловоза Покшишевского (1925 г.). В 1925 г. инженер
Северо-Кавказских ж. д. В. А. Покшишевский выступил с проек-
том переделки паровоза в тепловоз.
Он считал, что его локомотив будет расходовать топлива в
4—5 раз меньше, чем паровоз; стоимость переделки будет вдвое
меньше, чем постройка нового тепловоза; кроме того, используется
паровозный парк.
Тепловоз Покшишевского относится к тепловозам с газовой
передачей. Ои представляет интерес тем, что в нем нет компрес-
сора, а продукты горения из дизеля расширяются в цилиндрах
паровозного типа. Это позволило Покшишевскому думать, что
его тепловоз вовсе ие имеет передачи, однако это не так: у теп-
ловоза Покшишевского, как и у других тепловозов с цилиндрами
паровозного типа, передаточное число i = — (z — число оборо-
тов вала дизеля, п — число оборотов колес локомотива) изменяется
в соответствии с величиной степени наполнения рабочих цилинд-
ров. Цель же всякой передачи в том и состоит, чтобы менять
передаточное число; в данном случае передача осуществляется
газами. Иными словами, у Покшишевского дизель является гене-
ратором газов.
Покшишевский предложил переделать паровозный котел в ко-
тел внутреннего сгорания, который по его замыслу должен был
состоять из резервуара 4 (рис. 49), рассчитанного иа соответствую-
щее давлеине и температуру, и двигателя внутреннего сгорания 1,
играющего роль топки. Когда при соответствующем сжатии воз-
духа в цилиндр вводится топливо, большая часть продуктов горения
(80—85%) поступает через клапан 2 и направляющую камеру 3
в резервуар 4, при этом температура и давление их снижаются,
а меньшая (20—15%) остается в цилиндре и, расширяясь, разви-
вает мощность, необходимую для покрытия потерь иа трение,
для засасывания н сжатия воздуха, выталкивания оставшихся
газов (15—20%), работы топливного насоса, зарядки воздушных
пусковых н форсуночных баллонов и т. д. Из резервуара 4 газы
поступают в машину 5 паровозного типа, приводящую в движение
колеса локомотива. Если необходимо значительно понизить тем-
пературу газов в резервуаре 4, в него можно ввести небольшое
количество воды и получить смесь с температурой, соответствую-
щей температуре перегретого пара (400°С). Рассмотренная сис-
тема по предположению Покшишевского должна была работать
с к. п. д. 32—34%.
Схема «дешевого тепловоза», предложенная Покшншевским,
представляет по существу разновидность общей схемы разделен-
89
кого двигателя внутреннего сгорания, т. е. в значительной степени
родственна схемам Шепеста, Мазиига и Ядова, о которых было
рассказано выше. Однако осуществить схему Покшишевского было
нельзя, так как Покшишевский предлагал отбор горячих газов
из цилиндров двигателя производить у верхней мертвой точки,
когда горение еще не закончено. Как известно, в двигателях жид-
кого топлива сгорание совершается не моментально, а в течение
некоторого промежутка времени, существенно превышающего время
открытия топливной иглы, и поэтому в генераторе Покшишевского
или не будет сгорания топлива, так как 85% сжатого в цилиндре
воздуха уйдет раньше, чем впущен будет полный заряд топлива,
или сгорание будет проис-
ходить в потоке воздуха че-
рез клапан 2 и трубопровод
в резервуар 4. При обычных
дл я дв и гател я в нутреннего
сгорания температурах кла-
пан 2 и трубопровод быст-
ро выйдут из строя. Прак-
тически неосуществимы были
бы расширительные цилинд-
ры, предназначенные для
работы раскаленными газами
с Начальной температуры
1200° С.
Рис-49 Схема установки Покшишевского Проект тепловоза Лонтке-
вича (1925 г.). По проектам
тепловозов, о которых рассказывалось выше, вся мощность,
развиваемая дизелем, сообщалась движущим колесам через пере-
дачу. По проекту Е. Е. Лонткевича большая часть работы ди-
зеля передается непосредственно движущим осям тепловоза, а
другая, сравнительно небольшая часть ее — при помощи паро-
вой передачи.
На тепловозе установлены два отдельных первичных двига-
теля (рис. 50): главный дизель /, связанный через балансиры
непосредственно с колесами, и дизель-компрессор 2. В качестве
главного двигателя для грузовых тепловозов Лонткевич применил
восьмицилиидровый двухтактный дизель, а в качестве дизель-
компрессора-— двигатель, состоящий из шести цилиндров, из ко-
торых три работают по циклу дизеля и три превращены в ком-
прессор.
Из котла 3, водяное пространство которого соединено с охлаж-
дающими рубашками обоих дизелей, пар идет в перегреватель 4,
нагреваемый отработавшими газами обоих дизелей. Из перегре-
вателя 4 через обыкновенный паровозный перегреватель пар на-
правляется в цилиндры 6. Отработавший пар частично конденси-
руется в холодильнике 5, откуда смесь пара и воды засасывается
дизель-компрессе ром, сжимается до 12 ат и нагнетается в котел 3.
90
Хотя автор проекта на основании расчетов доказывал возмож-
ность получения коэффициента полезного действия тепловоза около
40% (почему тепловоз и называется «сороковка»), тем ие менее
ни в одном из своих вариантов Лонткевич не смог предложить
более или менее подходящей конструктивной формы тепловоза
и поэтому его проекты не получили завершения.
Проверка паровой передачи в лаборатории (1928 г.)- Тепло-
возное бюро организовало в своей тепловозной лаборатории на
Коломенском заводе испытания некоторых узлов паровой пере-
дачи с целью проверки замкнутого процесса, где в качестве ра-
бочего тела используется водяной пар.
Рис. 50. Проект тепловоза Лонткевича
Были проанализированы схемы тепловозов, использующие га-
зовые смеси в качестве рабочего тела:
а)	Штукенберга — сжатие воздуха и его расширение в ци-
линдрах машин паровозного типа;
б)	Мазиига и ГОМЗ — использование смеси воздуха с продук-
тами сгорания топлива из дизеля;
в)	Эслингена (Германия) — сжатие воздуха, подогрев его и
расширение в поршневой машине;
г)	Шелеста — использование в цилиндрах паровозного типа
смеси газов высокого давления из дизеля с водяными парами;
д)	Герлицкого завода (Германия) — использование продуктов
сгорания топлива нз дизеля для сжатия в компрессоре и после-
дующего расширения;
е)	Царлатти (Италия) — использование смеси воздуха и во-
дяного пара;
ж)	Кристиани (Италия)—использование чистого пара в сжа-
том вице;
з)	Лонткевича — использование одной части энергии дизеля
для непосредственного привода осей тепловоза и второй — для при-
вода компрессора, вырабатывающего сжатый воздух для поршне-
вой машины;
и)	Добровольского — использование сжатого пара с подогре-
вом его отходящими газами дизеля;
91
к)	Долинжева — использование воздуха по замкнутому про-
цессу.
Опытная установка, на которой производились испытания, была
составлена применительно к следующей основной схеме паро-
вой передачи (рис. 51). Дизель 1 приводил в действие компрессор
2 и вентилятор 6 холодильника. Рабочее тело (газ, воздух, пар)
из компрессора поступало в резервуар 3, а из него в машииу 4.
Отработавший в машине воздух подогревался в котле 5, после
чего засасывался компрессором и вступал в новый замкнутый
цикл.
Организация опытов и проведение их были выполнены ииж.
Н. Г. Лугининым.
В результате 61 цикла испытаний и анализа замеров, по ко-
торым были определены потери в элементах передачи, можно
было установить следующее.
Коэффициент полезного действия тепловоза с паровой передачей
может быть получен от 16 до 18%.
Расход воды составлял около 4% количества пара, циркули-
рующего в системе.
При специальной конструкции дизель-компрессориой группы,
экипажа и машины паровоз может быть использован для пере-
делки в тепловоз с паровой передачей.
Паровая передача обладает известным саморегулированием. Од-
нако н это, как бы положительное соображение в ее пользу не
изменило общего решения — отвергнуть такую передачу для те-
пловозов, так как она по своим техиико-экоиомическим показа-
телям значительно уступала электрической.
92
ТЕПЛОВОЗЫ С МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ
Проект пассажирского тепловоза Тепловозной комиссии
(1928—1930 гг). Интересной попыткой устранить недостатки теп-
ловоза Эмх3 и создать более надежный в эксплуатации тепловоз
с механической передачей был проект пассажирского тепловоза
(рис. 52), разработанный Н. А. Добровольским, В. Н. Тихоми-
ровым и др. Тепловоз намечался со следующей характеристикой:
Рис. 52. Проект пассажирского тепловоза Тепловозной комиссии
б 7 в 9 а и а а к
Рис. 53. Схема коробки передач тепловоза
Осевая формула ................... 2-4-1
Вес в т:
служебный  ............................ 122
сцепной........................ 74
Диаметр движущих колес в мм ....	1 520
Наибольшая скорость в км!ч........	100
Наибольшая мощность на ободе в л. с. 1 300
Коробка передач .................. четырехступенчатая
Коробка передач — четырехвальиая (рис. 53). Три вала могут
быть вынуты вверх, а нижний —• отбойный — вниз. Венцы зуб-
93
чатых колес 5 и 12 пружинами связаны с отбойным валом. Всего
в коробке 2 конических и 10 цилиндрических колес.
Муфты всех четырех ступеней расположены снаружи рамы
тепловоза.
Так же, как на тепловозе Эмх3, они состоят из пакетов пластин,
которые в рабочем состоянии сжимаются под давлением масла
и заклинивают на валу соответствующие зубчатые колеса. Необ-
ходимое для замыкания муфт давление создается специальным
масляным насосом, а управление включением муфт производится
краном, находящимся на посту машиниста. Работа коробки пе-
редач происходит в следующем порядке (табл. 2): от вала 1 дизеля
Рис. 54- Маневровый тепловоз bM*
вращение передается через конические зубчатые колеса 9 первому
поперечному валу, от которого движение передается в зависи-
мости от включения одной из четырех муфт группе зубчатых ко-
лес и далее отбойному валу.
Таблица 2
Ступень передачи	Включенная муфта (рис. БЗ)	3 5чатмс колш > в рабочем зацепле- нии (ри*- 53)	1Цн-<сд а точ- ное число	Пред»льляя СМ* ЧчТЬ теплсвс^ч в км/ч
I	4	8. 2, 3, о	9,85	12,2
11	15	8, 2. /Л, 12	4,30	27,8
III	6	11, 10, 7. 5	2,16	55.5
IV	14	11, 10, 13, 12	1,21	100
Этот проект тепловоза с более совершенной передачей, чем
тепловоз ЭХ|Х3, не был реализован.
!И
Маневровые тепловозы Ьмх. В 1931 г. на опытную тепловозную
базу НКПС поступили два маневровых тепловоза (рис. 54) с
механической передачей мощностью 300 л. с., построенные иа
заводе Круппа в Германии по заказу Советского правительства.
Дизель, установленный вдоль оси тепловоза, через муфту 1
(рис. 55) и коническую зубчатую передачу 2, служащую также для
Рис. 55. Схема передачи тепловоза Ьмх
реверсирования, приводит во вращение главный приводной вал 5,
расположенный поперек продольной оси тепловоза. Конические
зубчатые колеса могут заклиниваться на валу прн помощи муфт,
состоящих из пакета пластин, сжимаемых под давлением масла, ко-
торое подводится, в зависимости от потребности, к той или иной
муфте с торца вала. Таким образом, реверсирование на этом теп-
ловозе отличается от реверсирования тепловоза Эмх3, где ревер-
сируется дизель.
Мощность дизеля, воспринятая главным приводным валом 3,
при включении I ступени передается далее зубчатым колесом 4,
сидящим на шпоике, и на вал 6, на концах которого вне коробки
скоростей расположены муфты 8 к 20 I и II ступеней. С колоколом
муфты 8 I ступени посредством болтов связано зубчатое колесо 5.
При выключенной муфте колесо с колоколом свободно вращается
на валу 6. Зубчатые колеса 7 посажены на вал 6 на шпонках и
передают мощность дизеля паре колес 10, находящимся на валу 9,
и далее через зубчатое колесо 18 зубчатому колесу 17, сидящему
на отбойном валу 11.
Рис. 5€i. Муфта пневматического включения ступеней передачи
При включении остальных муфт ступеней мощность дизеля
передается для II ступени через зубчатые колеса 21, 19; для Ш
и IV ступеней через муфты 13. 16, вал 14 н зубчатые колеса 12, 15.
Все зубчатые колеса находятся в постоянном зацеплении в стальной
литой коробке. Муфты ступеней находятся снаружи коробки и
доступны для осмотра и ремонта.
Ступени включаются при помощи фрикционных муфт с пнев-
матическим приводом (рис. 56)
В отличне от тепловоза Эмх3 на тепловозах Ьмх дизель соединен
-с коробкой передач через постоянно включенную электрическую
рессорную муфту 1 и трогание поезда с места происходит за счет
проскальзывания муфты I ступени. Благодаря пневматическим
муфтам проскальзывание происходит и при переходе с одной сту-
пени на другую, что обеспечивает плавность переключения и
устраняет падение силы тяги до нуля, которое имело место на
тепловозе Эмх3.
96
Воздух давлением 8 ат для переключения муфт поступает
от одноступенчатого компрессора, питающего воздухом также и
тормоза.
На этом тепловозе был установлен четырехтактный бескомп-
рессорный дизель завода «МАН» (Германия). Пуск дизеля произ-
водился при помощи специального электродвигателя — стартера.
Проект мощного тепловоза Коломенского завода (1932—
1935 гг.). Центральное локомотивное проектное бюро Главтраис-
маша НКТП и тепловозе конструкторское бюро Коломенского
завода (Б. С. Поздняков, А. И. Козякин, Н. Г. Рыбин, В. А.
Малышев и др.) с 1932 по 1935 г. работали иад изучением теп-
Рис. 57. Проект мощного тепловоза с механической передачей
ловозов с механической передачей и разработали проект грузового
тепловоза типа 2-5-1 мощностью 2 300 л. с. с механической
передачей (рис. 57). На брусковой раме установлен дизель /,
который через гидравлическую главную муфту 2 вращает про-
дольный вал коробки передач <?, отбойный вал 5 и через дышла
движущие колеса.
В передней части тепловоза расположены пост управления
и холодильник 6 для воды и масла, охлаждающих двигатель,
а в задней части — холодильник 4 для охлаждения масла гидрав-
лической муфты и коробки передач.
В основном конструкция гидравлической главной муфты, ко-
торую было намечено впервые применить на тепловозах с меха-
нической передачей, аналогична описанной ранее. Опыты, произ-
веденные в лаборатории Московского механике-машиностроительного
института (МММИ), подтвердили, что благодаря такой муфте иа
тепловозе будет достигнуто плавное трогание с места и будут уст-
ранены удары при переключении ступеней.
Коробка передач (рис. 58) была выбрана четырехступенчатого
типа, для того чтобы обеспечить лучшее использование мощности
дизеля. Муфты ступеней намечались пневматического типа с пе-
реключением ступеней без падения силы тяги до нуля. Однако
7 Зак. 340	97
параллельно с этим был предусмотрен вариант постановки электро-
магнитных муфт.
Одновременно с разработкой проекта тепловоза дизельное конст-
рукторское бюро Коломенского завода под руководством инже-
Рис. 58. Схема зубчатой передачи тепловоза:
/-вал главной муфты; 2 — главная коническая [шестерня: 3 —
коническая шестерня хода вперед; 4—первый вал; 5 —муфта
IV ступени: С- второй вал; у — муфта 11 ступени; в —третий
вал; 9 —четвертый вал: 10—Отбойный вал: 11—муфта I сту-
пени; 12—муфта III ступени: 13— коническая шестерня хода назад
неров Н. Н. Урванцева, А. И. Гаврилова, В. И. Чекалина раз-
работало несколько вариантов дизелей (табл. 3). Все они были
98
ni шолнешл с насосным распиливанием топлива при номинальном
iiic.tj оборотов 450 в минуту и наименьшим 200 об/мин
Таблица 3
Наименование характеристик	Тип дизеля			
	501-0-4 горизон- тальны* с ра сходя- щим и поршнями	53Н8 1-й вариант	53Н8 2-й вариант	64/56
			•	
Число тактов		2	2	2	4
Мощность номинальная в л. с. .	2 000	2160	2 500	2600
Диаметр поршня в мм .......	300	380	410	540
Хот поршня в мм		500	530	530	560
Число цилиндров и число поршней	4/8	8/8	8/8	8/8
I редисе эффективное давление				
И К’]СМЪ		7	4,5	4,5	5,7
Вес в т . .	—	43,0	50	56
Технические данные грузового тепловоза мощностью2300 л. С.
с механической передачей
Осевая формула ..................... 2-5-1
Вес в т .............	175
Нагрузка от движущих осей в т . 	20—23
Дизель:
ТПП......................	53Н8
длительная мощность в л. с. .	2 200
число оборотов в минуту.....	450
вес в tn	....	. .	44
топливо ....	.... моторное, нефть,
мазут
Главная муфта (между дизелем и ко-
робкой передач) ................ гидравлическая
Коробка передач .	......... четырехступенчатая
При передаваемой в коробку передач мощности 2 200 л. с. теп-
ловоз имел следующую тяговую характеристику (табл. 4):
Таблица 4
Ступень	Скорость в км/ч	Сила тяги б т
I	12	24
П	25	19
111	38	12,5
IV	60	7,9
< ообщение о новом мощном тепловозе с механической пере-
дачей было заслушано на Коллегии НКПС, и проект был заказан
Коломенскому заводу. Однако тепловоза построить не удалось,
«лк как ориентировка НКПС на новые паровозы с конденсацией
iinpu охладила в известной степени отношение к тепловозам.
99
Тепловоз ЛА Калужского завода (1934 г.). В 1933 г. к XVI
годовщине Велнкой Октябрьской социалистической революции
Калужский машиностроительный завод построил тепловоз АА-1
типа 0-3-0 с механической передачей (рис. 59). Тепловоз предназ-
начался для работы иа маневрах и с пассажирскими пригород-
ными поездами, он имел конструкционную скорость 60 км/ч,
сцепной вес 42 т, колеса едиаметром 1 220 мм.
Этот тепловоз интересен тем, что на нем впервые в нашей практике
постройки тепловозов был применен шести цилиндровый двухтактный
Рис. 59. Тепловоз АА-1 Калужского завода
дизель сварной конструкции мощностью 300 л. с., построенный
Калужским заводом по проекту завода «Русский дизель». На
тепловозе применена четырехступенчатая коробка передач с ку-
лачковыми муфтами, включаемыми воздухом при помощи цилинд-
ров и рычагов к каждой ступени.
Скорости по ступеням составляли:
Ступени Скорость Ступени Скорость
в км/ч	в км/ч
I	10,5	III	31
И	16	IV	51
Представлял интерес и специальной конструкции дышловый
привод к движущим осям тепловоза.
Проектирование и постройка тепловоза были выполнены на
100
Калужском заводе в очень короткий срок (около года). В создании
тепловоза участвовали Я- М. Гаккель, И. А. Агатов, М. В. Мак-
симов, Д. К. Каларефтеров, С. И. Холопов и др.
После нескольких поездок, во время которых на тепловозе
были обнаружены довольно крупные недостатки конструктивного
и производственного характера, тепловоз был поставлен на пере-
оборудование, но последнее не было закончено.
ТЕПЛОВОЗЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ
Тепловоз Ээ15 (1931 г.). Тепловозным бюро НКПС был разра-
ботан эскизный проект тепловоза Ээл5 с электрической передачей
на базе тепловоза Ээл2, оказавшегося наиболее работоспособным.
Этот проект был передан в 1927 г. для осуществления в Германию.
В октябре 1931 г. тепловоз Ээл5 был доставлен на Коломенский
машиностроительный завод, откуда в ноябре поступил в депо
Москва Октябрьской ж. д. для опытно-эксплуатационных поездок,
после окончания которых был отправлен для работы в депо Аш-
хабад. Не описывая тепловоза в целом, остановимся лишь на
особенностях его отдельных агрегатов и узлов.
При постройке тепловоза Э^б возник вопрос о дизеле для нового
тепловоза. К тому времени имелись результаты работы бес комп-
рессорного дизеля на тепловозе Щ9Л 1 и компрессорного—на теп-
ловозах Ээл2 и Эмх3. Дизели с воздушным распиливанием имели
хорошее, бездымное сгорание топлива при различных режимах
работы, а также простую и надежную конструкцию топливных
насосов.
К преимуществам бескомпрессорных дизелей (с насосным рас-
пиливанием топлива) нужно отнести:
отсутствие сравнительно тяжелого компрессора высокого сжа-
тия (больше 100 ат), простоту конструкции форсунок; более вы-
сокий коэффициент полезного действия; надежный и легкий пуск.
К моменту постройки тепловоза ясно определилась тенденция
перехода на бескомпрессорные дизели. Поэтому для тепловоза
Ээл5 остановились на бескомп рессор ном дизеле фирмы «МАШ (Гер-
мания).
Спорным вопросом всегда был способ охлаждения поршней
двигателя. На дизеле тепловоза Э3^ применялось водяное, а на
тепловозе Эмх3 масляиое охлаждение поршней. Водяное охлажде-
ние более эффективно по отводу тепла, однако конструктивное
оформление его несравненно сложнее, чем масляного. Поэтому
для дизеля тепловоза Ээл5 остановились на масляном охлаждении
поршней.
Большое значение имеет выбор конструкции муфты для сое-
динения (передачи крутящего момента) вала дизеля с валом якоря
генератора. Муфта должна давать возможность некоторой «игры»
валов дизеля н генератора, быть прочной и простой по конструкции.
101
Этим требованиям удовлетворяла муфта, примененная на тепло-
возе Ээл2. Однако она не поглощала крутильные колебания вала
дизеля, которые возникали при 350—410 об/мин, т. е. в зоне кри-
тических оборотов второго порядка, и это не давало возможности
использовать полную мощность дизеля, что было большим не-
достатком тепловоза Ээл2. На тепловозе 33J15 была поставлена
гибкая упругая пластинчатая муфта (рис. 60), гасящая крутильные
колебания вала. Муфта была изготовлена заводом Круппа, однако
она имела ряд конструктивных недостатков, которые были уст-
ранены конструкторами Коломенского завода.
% Рис. 60. Упругая муфта между дизелем и генератором:
/ — половина муфты со стороны двигателя; 2—3 —башмаки; <—пакеты пластин;
J—валики; б —болты; 7—кольцо; в —соединительные ушки; £ —смотровые отвер-
стия; 10— впадины для буксового приспособления; 11— сальник; 12— упорные полу-
кольца; 13— половина муфты со стороны генератора; 14— приводные болты; 15 —
защитный кожух
На тепловозе Ээл5 установлены более тяжелые холодильник»
кузов и ходовая часть, чем у тепловоза Э9Л2, в связи с чем он имеет
осевую характеристику 2-50-1 служебный вес его 141,9 т (против
124,9 т у Э9Л2) и сцепной 96,5 т (против 92 т у Э9Л2). У электро-
двигателей применено ослабление поля для устранения ограни-
чения тяговой характеристики по току возбуждения.
Интересным представлялось электрическое торможение. Сущ-
ность его заключалась в том, что при включении электрического
торможения тяговые электродвигатели тепловоза превращаются в
102
шунтовые генераторы и мощность, развиваемая ими, поглощается
через специальный тормозной контроллер металлическими сопро-
тивлениями.
Ниже приведено сравнение конструкций некоторых узлов теп-
ловозов Ээл5 и Э®^.
Тепловоз Ээл2	I Тепловоз Э®л5
Дизель (фирмы «МАН», тип 645/42, мощность 1 200 л. с. при 450 (об/мин)
Компрессорный, соединен с генера- [ Бескомпрессорный, соединен с гене-
тором при помощи полужестких ратором при помощи гибкой, эла-
муфт	I этичной муфты
Насос для охлаждения воды
Поршневой, приводится от вала I Центробежный, приводится от элек-
дизеля	I тродвигателя
Масляный насос
Зубчатый, приводится от вала дизе-1 Вальцевый, приводится от электро-
ля	I двигателя
Охлаждение поршней
Водяное при помощи системы теле-I Масляное при помощи системы шар-
скопическнх трубок	| ннрных трубок
Регулирование числа оборотов
Ручное	I Автоматическое
Главный генератор
Возбуждение независимое, двухст)
пенчатое при помощи двух возбу-
дителей: главный большой возбу-
дитель приводится от вала дизеля
через зубчатую передачу, малый—
при помощи ременной передачи от
вала большого возбудителя
Возбуждение независимое, одно-
ступенчатое при помощи одного
возбудителя, сидящего непосред-
ственно на валу якоря генератора
и питающего током также и элек-
тродвигатели вспомогательных аг-
регатов
Тяговый электродвигатель
Одна последовательная обмотка воз-
буждения. Оборудован подшипни-
ками скольжения. Охлаждение
самовентиляцией
Кроме последовательной, имеется
еще и независимая обмотка воз-
буждения. Оборудован роликовы-
ми подшипниками. Вентиляция
независимая, принудительная вен-
тиляторами с электроприводом
Электрическое торможение
Нет	I Имеется
Холодильник
Одна ступень скорости вентилятора | Две ступени скорости вентилятора
Поверхность охлаждения холодильника в м2
Для воды................... 672,5	Для воды..................... 320
Для смазочного масла . .	134,5	Для масла охлаждения порш-
ней ........................ 400
Для смазочного масла ....	160
103
Осенью 1931 г. были произведены на Октябрьской ж. д. ннж.
Н. К- Шавкиным некоторые контрольные испытания дизеля, а
летом 1933 г. испытания тепловоза на дорогах Средней Азии экс-
периментальной группой Полторацкого (ныне Ашхабадского) теп-
ловозного депо в составе инженеров А. Л. Гера, В. И. Заякина
и А. Н. Гуревича, Испытанием и обработкой материалов руко-
водил Т. Н. Хохлов.
В итоге разностороннего испытания тепловоза 93J15 предста-
вилось возможным дать ему техническую оценку и выяснить,
насколько действительно он был более совершенным по сравнению
с ранее построенными тепловозами.
Рис. 61. Тепловоз Ээ-П9
При большем, по сравнению с тепловозом Э9-^, весе на 1 л. с.
тепловоз Ээл5 развивал и большую касательную мощность при
скоростях выше 30 км/ч. Ходовая часть его оказалась с эксплуа-
тационной точки зрения (вписывание и доступность для ремонта)
более приемлемой, чем тепловоза Ээл2.
Применение автоматического регулятора числа оборотов об-
легчило работу машиниста. Сервомотор достаточно точно поддер-
живал заданные обороты неограниченное время и при внезапном
сбрасывании нагрузки (600—700 кет) точно поддерживал установ-
ленное число оборотов вала дизеля.
Применение на тепловозе Ээл5 электрического торможения элект-
родвигателей сериесного типа с независимой обмоткой усложнило
104
электрическую часть: потребовалось установить большое коли-
чество различных реле, контроллер возбуждения; защитные уст-
ройства от обратных токов; возбудитель больших размеров и др.
Контроллер возбуждения имел слишком грубую регулировку,
вследствие чего получались большие скачки мощности (100—150
кет), и поэтому приходилось регулировать возбуждение зарядным
реостатом.
На тепловозе Ээл5 по сравнению с тепловозом Ээл2 ограничение
по нагреванию электродвигателей благодаря принудительной вен-
тиляции резко снижено.
Тепловоз Э9Л9 и серийные тепловозы Ээл (1932—1937 гг.). При
постройке тепловоза Ээл5 имелось в виду, что по этому образцу
на первых порах будет организована постройка тепловозов на
НИС. oz. хепливиз серии о
Коломенском заводе, где были созданы сначала группа, а потом
,^ро по проектированию тепловозов, руководителем которого пер-
юначально был инж. В. И. Беспяткин, а затем инж. Б. С. Позд-
няков. В бюро работали инж. А. И. Козякин, Н. К. Рыбин, А. А.
1\ирнарский, Б. И. Кушнер, А. С. Близнянский и др. Тепловоз
Ээ1,9 был выпущен Коломенским машиностроительным заводом к
XV годовщине Великой Октябрьской социалистической револю-
ции — в ноябре 1932 г.
На тепловозе Ээл9 (рис. 61) был установлен, как и на тепловозе
Ээл5, дизель фирмы «МАН», вместе с которым поступила и главная
рессорная муфта. Однако она вскоре вышла из строя и была за-
менена пластинчатой как более устойчивой в работе.
Основное электрооборудование для тепловоза изготовлялось
отечественными заводами: тяговые электродвигатели заводом «Ди-
намо», главный генератор Харьковским заводом (ХЭМЗ). Теп-
ловоз Ээ"9 не имел электрического торможения, что упростило
105
электрическую схему, а также вес его был несколько уменьшен
по сравнению с тепловозом Ээл5.
После предварительных испытаний в 1933 г. тепловоз был
направлен для эксплуатации на бывшую Средне-Азиатскую, ныне
Ашхабадскую, ж. д. В последующем из-за поломки коленчатого
вала установленный на тепловозе импортный дизель был заменен
дизелем типа 42БМК6 постройки Коломенского завода.
По типу тепловоза Ээл9 Коломенский завод совместно с заво-
дами «Динамо» им. С. М. Кирова и ХЭМЗ в 1933 г. начал серийный
выпуск тепловозов серии Э¥Л с осевой формулой 2-50-1 (рис. 62).
Серийный тепловоз имеет следующие основные узлы (рис. 63).
На локомотивной раме установлен дизель /, вращающий через
гибкую муфту 2 якорь генератора 3 постоянного тока с незави-
симым возбуждением. Для возбуждения служит специальный ге-
нератор (возбудитель) 4, якорь которого соединен непосредственно
с валом генератора. Ток, выработанный возбудителем, .используется
также для зарядки аккумуляторной батареи и освещения тепло-
воза. Генератор питает током пять тяговых электродвигателей 5,
расположенных на движущих осях тепловоза. Каждый тяговый
электродвигатель с одной стороны опирается при помощи лап
с подшипниками непосредственно на ось, а с другой —подвешен
иа винтовых пружинах к раме тепловоза. На концах якорей электро-
двигателей с обеих сторон насажены зубчатые колеса с косыми
зубьями, сцепленные с такими же колесами, но большего диаметра,
расположенными на ступицах движущих осей. Через эту передачу
тяговые электродвигатели приводят в движение колеса тепловоза.
Для управления тяговыми электродвигателями служит контрол-
лер II, установленный на посту машиниста в передней части теп-
ловоза. Тяговые электродвигатели охлаждаются воздухом, пода-
ваемым вентилятором, который приводится во вращение через
зубчатый редуктор от конца вала возбудителя. Б передней части
тепловоза расположен холодильник 9 для охлаждения воды и
масла дизеля. Воздух засасывается снаружи вентилятором 10,
приводимым в действие от вала дизеля через редуктор 7 и фрик-
ционную муфту 6. Корпус редуктора установлен на водяном баке 8,
расположенном под секциями холодильника. Все машинное отде-
ление тепловоза размещено в кузове, который для удобства мон-
тажа сделан разъемным. Управление осуществляется по схеме
Вард-Леонарда.
Ограничение по возбуждению, которое начиналось примерно
при 25 км/ч, не давало возможности использовать полную мощ-
ность дизеля при всех конструкционных скоростях (рис. 64 и 65).
В последующих конструкциях тепловозов ограничение по возбуж-
дению было отодвинуто до скорости 45—50 км!ч.
Кроме ограничения по сцепленито, мощности и возбуждению,
тепловоз имеет ограничение и по холодильнику. С повышением
температуры наружного воздуха должна уменьшаться нагрузка
дизел я.
106

После предварительных испытаний и опытных поездок по быв-
шей Московско-Рязанской ж. д. указанные тепловозы направля-
лись в депо Ашхабад.
За время эксплуатации тепловозов выявилась необходимость
улучшения и изменения конструкции их отдельных узлов — чу-
гунных крышек цилиндров дизеля, системы топливоподачи, си-
стемы охлаждения поршней, муфты между дизелем и генератором,
бандажировки якорей тяговых электродвигателей и др.
различных подачах топлива а
425 об/мин вала дизеля
Рис. 65- Касательная мощность теп-
ловоза серии Ээл в зависимости от
скорости при различных подачах
топлива s при 425 об/мин вала
дизеля:
/—ограничение по сцеплению при я —
“T-g! 2—ограничение по возбуждению
Тепловозная группа Всесоюзного научно-исследовательского ин-
ститута железнодорожного транспорта (А. А. Пойда, И. И. Нарс-
ких, А. Н. Гуревич, И. Г. Кокошинский, Г. В. Попов, А. II. Во-
лодин, А. Н. Миронов, П. П. Темный, В. П. Максимов и С. Н.
Трапезников), всесторонне изучив недостатки тепловоза этого типа,
разработала ряд мероприятий по улучшению конструкции отдель-
ных агрегатов тепловоза и в порядке проверки целесообразности
их осуществила в 1948 г. модернизацию тепловоза Ээл27 Ашха-
бадской ж. д. по некоторым узлам.
Интересной и важной, с точки зрения улучшения эксплуа-
тации, была работа по переделке кабины машиниста для улучше-
ния работы поездной бригады.
Дело в том, что при создании тепловоза серии Ээл, как и на
тепловозах ранней постройки, предусматривалось приблизить ма-
шиниста к силовой установке, чтобы удобнее было регулировать
108
подачу топлива в дизель, число его оборотов и возбуждение ге-
нератора, а также наблюдать за приборами- В результате пост
машиниста располагался по существу в машинном отделении,
где шум, высокая температура и тяжелый запах от нефти сильно
утомляли поездную бригаду и снижали внимание к поездным
•сигналам. (На тепловозе Щзл1 кабина машиниста была от-
делена.)
Позднее на тепловозах Ээл8 и ВМ кабины машиниста стали
делать вне машинного отделения.
Тепловоз Ээл8 (1935 г.). Созданный тепловозным бюро НКПС
год руководством Н. А. Добровольского тепловоз 3SJ18 (рис. 66)
Рис. 66. Тепловоз Ээл8
представлял в тот период по подбору агрегатов и компоновке
их наиболее интересный и современный локомотив в мире. При
составлении технических заданий на разработку проекта и на-
мечавшейся постройке тепловоза был обстоятельно систематизи-
рован весь опыт постройки и эксплуатации отечественных тепло-
возов, изучен зарубежный опыт по тепловозостроению, а затем
при разработке эскизного проекта все узлы были подвергнуты
техническому разбору коллективом тепловозников — инженерами,
техниками и практиками-эксплуатационниками.
Отметим самое важное и принципиально новое, вложенное
в конструкцию тепловоза (рис. 67).
При «создании тепловоза Эзл8 была поставлена задача создать
тепловоз, который по тяговым свойствам не уступал бы самым
мощным паровозам (ФД и ИС), строящимся в этот период.
Поэтому максимальная сила тяги для тепловоза была определена в
26 ОСЮ кг и длительная 16 000 кг при скорости 20кж/ч. Скорость тепло-
воза подтоком 60 кж/ч. Вес тепловоза в служебном состоянии опреде-
лился в 135/п, нагрузка от движущей оси на рельс21 т, осевая фор-
мула 2-5п-1.На тепловозе были размещены две дизель-генераторные
установки, благодаря чему возможно широко регулировать мощность
109
по
и подбирать наиболее эффективный режим работы в зависимости от
профиля пути и других условий. При этом возможны три режима:
полной мощности — при полной скорости и силе тяги, когда
работают два дизеля;
половинной мощности — при полной скорости и уменьшенной
силе тяги, работает один дизель;
половинной мощности — при полной силе тяги и уменьшенной
скорости, работает одни дизель.
В качестве первичных двигателей были использованы два быстро-
ходных четырехтактных дизеля завода Зульцера — простого дейст-
Рнс. 68. Пружинный провод тягового электродвигателя
вия, бескомпрессорных, предкамерных, с полным уравновешива-
нием масс. Испытания, произведенные на стенде завода по про-
грамме и методике советских представителей (Ф. Ф. Щербакова
и Н. Н. Урванцева от Коломенского завода, И. И. Муржина,
Ф. А. Зиновьева, Г. А. Калинина — от НКПС), дали очень цен-
ный экспериментальный материал для изучения дизеля этого типа.
Расход топлива у него был 174 г!л. с. ч, смазки 4,5 г!л. с. ч,
часовая мощность 825 л. с. при 650 об!лшн, вес дизеля около
10—12 кг!л. с., пуск осуществлялся генератором от аккумуля-
торной батареи.
Дизели смазывались и охлаждались при помощи вспомога*
ill
тельных насосов, имевших электрический привод. Каждый дизель
вместе со своим генератором и возбудителем устанавливался на
общей литой раме, благодаря чему соединение их получалось
жестким. Дизели оказались в эксплуатации весьма надежными,
простыми и доступными для ремонта. Следует отметить еще очень
важное преимущество дизелей этого типа, что остается справед-
ливым и в настоящее время, — это возможность применять благо-
даря наличию предкамер тяжелые сорта жидкого топлива—
вплоть до марки М4.
На новом тепловозе была применена эластичная передача по
системе Сешерона, которая в этот период использовалась на электро-
возах.
1—8— дизели; 2, 7 и 15—автоматы злектрнческого пуска; 3 и «J—обмотки возбуждения
генераторов; 4 и 5— генераторы; 9—главный автомат; 10 п 18—возбудители; 11—ез-
довой контроллер; 12 и 16— обмотки возбуждения возбудителей; 13 — переключате-
ли тяговых моторов; 14— тяговые электродвигатели; 17— аккумуляторная батарея
В отличие от тепловозов Щал 1, Э*л2, Ээл5 корпус тягового электро-
двигателя был жестко связан с рамой тепловоза (установлен на
специальных балках) и вращение от якорей электродвигателей
передавалось через зубчатое колесо, насаженное на специальную
втулку (полый вал), которая в свою очередь, обхватывая ось, сооб-
щала вращение колесу через пальцы и пружины. Между втулкой
и осью тепловоза оставлен зазор, вполне достаточный для ком-
пенсации игры рессор тепловоза.
Передача системы Сешерона, примененная на тепловозе Эял8,
имеет две чашки на одном пальце и соответственно две пружины,
направленные в разные стороны и укрепленные на колесе (рис.
68). Половина пружин работает всегда на сжатие, а другая по-
ловина — на растяжение вие зависимости от хода тепловоза.
Пружинная система вместе с жестко укрепленными на раме
тяговыми электродвигателями является уравновешенным механиз-
мом с минимальным динамическим воздействием на путь. Пру-
жины в подобной передаче подвержены во время работы весьма
112
сложным напряжениям, но тем не менее практика этой передачи
на электровозах за рубежом показывала, что они обеспечивают
ие менее 100 тыс. км пробега без поломок, а иногда и 300—400
тыс. кн.
Вентиляция тяговых электродвигателей была принудительной.
Подача воздуха в отдельные тяговые электродвигатели регу-
лировалась особыми заслонками.
Интересна электрическая схема тепловоза (рис. 69), которая
распадается на главную и вспомогательную. Дизели, соединен-
ные непосредственно с генераторами, дают ток на общие шины
питания, который регулируется путем изменения напряжения воз-
буждения у генераторов. Далее через переключатель и реверсор
ток поступает в тяговые электродвигатели, соединенные после-
довательно или параллельно.
Генераторы завода Сешерона (Швейцария — Женева) были вы-
полнены с независимым возбуждением и самовентиляцией. Регу-
лировка работы генератора производилась по обычной схеме Вард-
Леонардо.
Нз шины вспомогательной цепи были включены параллельно
два возбудителя, расположенные на одном валу с якорями гене-
раторов. Возбудители могли работать параллельно с аккумуля-
торной батареей или заряжать ее, когда нагрузка мала. Переклю-
чение на зарядку происходило автоматически. Мощность акку-
муляторной батареи позволяла делать.до 10 пусков дизеля.
От вспомогательной цепи работали:
вертикальный электродвигатель вентилятора холо-
дильника мощностью............................. 63 кет
четыре электродвигателя вентилятора тяговых элек-
тродвигателей .................................по 13,5 кет
два электродвигателя насосов охлаждающей воды
дизеля.........................................по 14 л. с.
электродвигатель масляного насоса............... 12 л. с.
» топливоподкачнвающего насоса . 1.5 л. с.
компрессора....................... 17л. с.
Все вспомогательные электродвигатели были сблокированы вза-
имно, а также с цепью управления тепловоза, так что случайный
отказ одного из них сейчас же становился известным машинисту»
Кроме того, схемой управления тепловозом предусматривалась
взаимоблокировка отдельных приборов и аппаратов управления,
благодаря чзму в случае неправильного действия со стороны ма-
шиниста или при неисправности одного из элементов схемы теп-
ловоз стронуться с места не мог.
Вторая и четвертая колесные пары выполнены безгребневыми,
а средняя колесная пара с разбегом 14 мм, вследствие чего теп-
ловоз должен был вписываться в кривые радиусом 150 м.
Кабина машиниста хорошо изолирована от машинного отде-
ления. На пульте управления размещены следующие приборы
управления и контрольная аппаратура: маховички контроллера н
Я Зак-346.	ИЗ
группового переключателя главных генераторов; две рукоятки для
пуска дизелей; рукоятка реверса; рукоятка регулирования обо-
ротов дизеля; рукоятки управления электродвигателями тормоз-
ного компрессора и вентиляторов тяговых электродвигателей и
холодильника; маховичок реостата для выравнивания нагрузки
возбудителей и для зарядки аккумуляторной батареи; рукоятки
переключения амперметров тяговых электродвигателей.
Тепловоз строился на заводе Круппа в Германии в 1931—
1932 гг. и в марте 1933 г. в разобранном виде был доставлен в СССР.
На Муромском паровозоремонтном заводе была произведена сборка
его и взвешивание.
Первые поездные испытания тепловоза Ээл8, проводившиеся на
Октябрьской ж. д., показали хорошие эксплуатационные качества
тепловоза: удобство управления, эксплуатационную гибкость в
части реализации необходимой мощности, плавность хода тепловоза.
Вместе с тем при первых же поездках, особенно по деповским
путям (депо Москва и Ленинград-Сортировочный), обнаружился
большой конструктивный недостаток в ходовой части тепловоза.
При движении по кривой вторая и четвертая безгребневые колес-
ные пары, имея ширину бандажей 140 мм, сходили с рельсов, что
не позволяло пустить тепловоз в эксплуатацию. Был срочно
произведен К. П. Королевым проверочный расчет по вписыванию
тепловоза в кривые и установлено, что для надежной работы
необходимо увеличить ширину бандажей на второй и четвертой
колесных парах до 160 мм.
Работа тепловоза в эксплуатационных условиях на Ашхабад-
ской ж. д. первоначально протекала весьма успешно, однако пол-
ная мощность тепловоза в условиях этой дороги, где обретались
поезда сравнительно небольшого веса, не использовалась. К тому
же пружинный привод часто выходил из строя из-за поломки
пружин. Изготавливать же подобные длинные пружины представ-
ляло в тот период большие затруднения. В результате тепловоз
в период второй мировой войны был отставлен от работы, а затем
в 1953 г. списан с инвентаря.
Тепловоз ВМ (1936—1937 гг.). Рост грузооборота железных
дорог вызвал необходимость создания локомотивов большой мощ-
ности.
Требовалось впервые построить тепловоз мощностью не менее
2 000 л. с. по дизелю, в то время как до этого у нас были тепло-
возы с двигателями мощностью до 1 000-—1 200 л. с.
Правда, в этот период строился тепловоз ЭЭЛ 8, мощность ко-
торого при двух дизелях составляла 1 600 л. с., однако он был
импортный и не мог быть принят на серийное производство. Нуж-
но было создать мощный тепловоз, используя отечественные воз-
можности С этой целью было решено применить на тепловозе
дизель марки 42БМК6 Коломенского завода мощностью 1 200 л. с.,
аналогичный в основном дизелям, которые устанавливались на теп-
ловозах серии Ээл. Для получения же нужной мощности решено
114
было иметь дае вполне идентичные силовые установки на само-
стоятельных локомотивных рамах и экипажах (секции) так, чтобы
две такие секции, будучи соединенными вместе, образовали теп-
ловоз необходимой мощности. Каждая секция имела осевую фор-
му ту 2-4с-1, а тепловоз 2-4ь-Ц-1-4ь-2. В рассматриваемый пе-
риод такое решение было несомненно оригинальным и интересным.
В последующем как у нас, так и за рубежом (особенно в США)
этот принцип создания мощных тепловозов получил широкое
распространение.
Рнс. 70а. Тепловоз ВМ
Симметричная конструкция тепловоза с двумя постами управ-
ления позволяет обращаться тепловозу без поворота на конеч-
ных пунктах.
Тепловоз ВМ (рис. 70а) имеет электрическую передачу с че-
тырьмя тяговыми электродвигателями на каждом экипаже. Элект-
рическая схема позволяет регулировать работу обоих агрегатов
с любого поста управления, выключать и включать любой агре-
гат и следовать, когда потребуется, на одном из дизелей. Это весьма
ценно и придает тепловозу большую надежность в работе с поез-
дом и уменьшает износ агрегатов и расход топлива.
Дизель с генератором, возбудитель, холодильник для охлаж-
дения воды и масла дизеля размещены на раме тепловоза (рис.
706). Впереди холодильника расположена удобная, светлая ка-
бина машиниста. Со стороны задней стенки тепловоза находятся
компрессор с пусковыми баллонами и пост дизелиста., При работе
сдвоенным тепловозом задние стенки каждой секции снимаются и
вместо них ставится соединительное суфле. Это позволяет одному
8*	----- Т15
I
дизелисту обслуживать оба дизеля. Вес тепловоза в служебном
состоянии 246 т, нагрузка на движущую ось 20 т. При общем
сцепном весе 20 X 8 = 160 т тепловоз развивал силу тяги по
сцеплению 30 tn, что в тот период (при винтовой сцепке) было
предельным.
Проектом предусматривалось путем изменения передаточного
числа редуктора между тяговыми электродвигателями и колес-
ными парами и эксплуатации тепловоза в одной или двух секциях
получить следующие пять различных типов тепловозов (табл. 5),
имея по существу в производстве совершенно однообразные
агрегаты и узлы.
Таблица 5
Наименованне показателей	Вид поезда				
	Г рузевой			Пассажирский	
Тип тепловоза ....	2-4-1	2-4-1	2-4-1+ + 14-2	2-4-1	2-4-1
Вес поезда 		Легкий	Средний	Тяжелый	Тяжелый	Легкий
Наибольшая сила тяги в т	16	25	32	20	10
На тепловозе намечалось поставить тяговые электродвигатели
мощностью по 175 кет. Однако организовать изготовление их
в тот период не удалось, и поэтому на тепловозе ВМ были уста-
новлены электродвигатели мощностью 140 кет, которые приме-
нялись для тепловозов серии Ээл. В результате получилось несоот-
ветствие мощностей дизелей и тяговых электродвигателей. Для
компенсации этого недостатка были изменены передаточные от-
ношения зубчатых передач от тяговых электродвигателей к ко-
лесным парам, а также повышен часовой режим электродвига-
телей с 350 до 375 о за счет более сильной вентиляции. Тем ие
менее полностью получить на тепловозе ВМ проектные данные
не удалось.
Помимо очень оригинальной композиции тепловоза ВМ в це-
лом, он имел ряд интересных и смелых конструкций. На тепло-
возе вместо междурамных креплений тепловозной рамы, фунда-
ментной рамы и картера дизеля, выполняемых обычно из отдельных
деталей, скрепляемых болтами, была применена одна общая сталь-
ная отливка, гарантирующая наибольшую жесткость нижней части
тепловоза и устраняющая большое количество болтовых крепле-
ний (рис. 71).
Изготовление такой крупной, сложной н тяжелой отливки
(весом 7 т) представляло большие трудности, однако Луганский
завод выполнил эту задачу весьма успешно и быстро.
В отличие от принятой для тепловоза 2-5{)-1 конструкции рес-
сорной (пластинчатой) муфты на тепловозе ВМ применена была
117
полужесткая муфта аналогично муфте тепловоза Ээл2. Муфта от-
личалась простотой конструкции и надежностью в работе.
Много нового было введено в конструкцию экипажа (буксовые
вкладыши, легко открывающиеся крышки букс, безбуртовые осе-
вые шейки и др.). Тепловоз хорошо вписывался в кривые. Удель-
ное сопротивление экипажа было значительно меньше, чем у се-
рийных тепловозов 2-5о-1-
На тепловозе ВМ применена схема питания обмотки незави-
симого возбуждения главного генератора, т. е. схема Вард-Лео-
нарда, как и на тепловозе Ээл2.
Рис. 71. Междурамное крепление и картер двигателя
Тяговые электродвигатели каждой секции подключены к глав-
ному генератору параллельно. Возможно питание всех 8 тяговых
электродвигателей сдвоенного тепловоза от одного генератора.
В этом случае две группы по 4 тяговых электродвигателя, вклю-
ченных параллельно между собой, соединяются последовательно;
скорость тепловоза соответственно уменьшается.
Тепловоз ВМ был построен нашими заводами — Коломенским,
«Динамо» и др. в невиданно короткий срок — за 6 месяцев.
После пробных поездок с поездами на участке Голутвин —
Москва Московско-Рязанской ж. д. тепловоз в марте-апреле 1934 г.
сделал рейсы с грузовыми составами на участке Люблине — Тула
118
бывшей Московско-Курской ж. д. и Москва — Ленинград Ок-
тябрьской ж. д.
После всесторонних тягово-теплотехнических испытаний на опыт-
ном кольце и составления паспорта тепловоз был отправлен в
депо Ашхабад, где работал в сдвоенном виде с грузовыми поездами.
Иногда тепловоз расцеплялся и обслуживал отдельными секциями
пассажирские поезда.
Несомненно, что если бы в 1937 г. не была бы приостановлена
постройка у нас тепловозов, тепловоз ВМ после его некоторой
доработки мог бы явиться прототипом для постройки мощных,
надежных тепловозов.
Создание этого тепловоза, всестороннее испытание его и освое"
ние в эксплуатации было делом большого коллектива: Н. А. Доб-
ровольского, Б. С. Позднякова, А. И. Козякина, А. М. Федотова,
Н. К- Шавкина, П. И. Тихонова, А. Д. Степанова, Т. Н. Хохлова,
В. С. Соколова, Н. Я- Сергеева, А. В. Сломянского и др.
Этот тепловоз до настоящего времени, т. е. в течение 25 лет,
эксплуатируется на Ашхабадской ж. д.
Маневровые тепловозы серии О (1930—1931 гг.). В 1927 г.
на Коломенском машиностроительном заводе имени В. В. Куй-
бышева была организована группа по проектированию теплово-
зов, и завод в соответствии с планом постройки тепловозов на
1928—1929 гг и заказом НКПС приступил к проектированию и
постройке тепловозов с электрической передачей мощностью 600
л. с., предназначенных для поездной службы на второстепенных
линиях и маневровой работы.
Было намечено построить три тепловоза: один типа 1-4о-0 с
индивидуальным приводом к движущим колесам и два — с груп-
повым с помощью дышлового механизма. Эскизные проекты этих
тепловозов были сделаны в Тепловозном бюро НКПС (Н. А. Доб-
ровольский, А. Л. Гер, В. Н. Тихомиров).
Рабочие проекты тепловозов 1-4о-0 и 1-40-1 разработало конст-
рукторское бюро Коломенского завода (В. И. Беспяткин, Б. С.
Поздняков, А. С. Близнянский при участии Н. Г. Лугинина).
Эти тепловозы строились в основном для того, чтобы испытать
их на маневровой работе, где эффективность тепловозов пред-
ставлялась наиболее высокой. Одновременно ставилась задача срав-
нить индивидуальный и групповой приводы.
Чтобы ускорить постройку указанных тепловозов, основное
оборудование для них было получено по импорту: дизели с завода
«МАН» (Германия), электрооборудование — генераторы с возбуди-
телями, тяговые электродвигатели, шестерни редуктора — с за-
вода Броун-Бовери (Швейцария). Изготовление экипажной части
и кузова, а также монтаж всего оборудования выполнил Коло-
менский завод при участии специалистов Всесоюзного электро-
механического объединения.
Тепловоз О’л7 типа 1-4-0 (рис. 72 и 73) был выпущен с завода
119
в конце 1930 г., а затем после ряда опытных поездок был отправ-
лен на Ашхабадскую ж. д.
Конструкция дизеля, устанавливаемого на этих тепловозах в тот
период, считалась передовой. Вес его был 1,Ъкг!л. с. Он развивал
номинальную мощность 600 л. с. при 700 сб!мин. По тому врс-
Рис. 72. Тепловоз О9Л7
/2 7J	7	г 3 ч 5
Рис. 73. Схема тепловоза Оэл7:
/—дизель; 2 —генератор: 3 — возбудитель: 4— глушитель; в — котел отопления-
б~ тяговый электродвигатель; 7 — движущее колесо: в —передняя тележкя: 5—на
Глотательный вентилятор для охлаждения Тяговых электродвигателей; /С —коробка
скоро стей вентилятора холодильника: // — холодильник; /у —колесо вентилятора,
13— сиденье машиниста
мени это был быстроходный дизель. Расход топлива (моторная
3^ составлял 190 г^л' с‘ 4 ПРИ коэффициенте полезного действия
Тепловоз Оэл7, как уже говорилось, имел электрическую пе-
редачу. В основном электрическое оборудование мало отличалось
от обычно устанавливаемого на тепловозах с электрической пе-
120
редачей с индивидуальными тяговыми электродвигателями. Было
применено электрическое торможение.
Схема силовой цепи на тепловозе Оэл7 была осуществлена по
принципу Вард-Леонардо.
Наибольшая сила тяги по сцеплению тепловоза Ол7 составляла
около 17 200 кг, по часовой мощности тяговых электродвигателей —
11 900 кг; мощность на ободе колес 450 л. с. Прн наивыгоднейшем
режиме и скопости от 20 до 40 км!ч коэффициент полезного действия
достигал 25%. Испытания тепловоза не были доведены др конца,
и поэтому некоторые интересные нововведения на тепловозе.
Рис. 74. Тепловоз О9Л6
например электрическое торможение, не получили исчерпывающей
технической оценки. Следует лишь отметить, что вследствие конст-
руктивной недоработки, а особенно некачественного выполнения
электрическое торможение на тепловозе работало неудовлетвори-
тельно. Тепловоз проработал в эксплуатации до 1943 г., когда
он был переделан для специальных целей.
Второй маневровый тепловоз Оэл6 (рис. 74 и 75) имел основные
агрегаты такие же, как н тепловоз Оэл7; отличалась только их
компоновка, что было связано с необходимостью разместить тя-
говый электродвигатель на раме и осуществить передачу вра-
щения от него движущим осям. Тяговый электродвигатель через
цилиндрические зубчатые колеса, насаженные на оба конца якоря,,
вращает большое цилиндрическое зубчатое колесо (рис. 76), снаб-
женное ведущими пальцами и состоявшее из двух частей: корпуса
и венца» Последний может сдвигаться по отношению корпуса на
12Г
определенный угол, действуя прн этом на пружины, которые раз-
мещены по две в каждом из шести гнезд корпуса. Благодаря такой
конструкции больших зубчатых колес все возможные удары со
стороны колес и дышел воспринимаются системой пружин н не
вызывают чрезмерных напряжений в передаче к тяговому электро-
двигателю.
Представляет интерес конструкция холодильника дизеля, вы-
полненного так, что воздух выбрасывался не вверх, как обычно,
а в стороны, в связи с чем вал вентилятора располагался горизон-
тально и приводился во вращение от электродвигателя. По та-
кому же типу был построен холодильник тепловоза ОЭЛЮ, у ко-
торого в отличие от тепловоза Оэл6 пуск дизеля производился
Рис. 75- Схема тепловоза Оэл6:
J — дизель; 2 — глушитель; 3—фмарь: 4 — котел отопления: Б— вентилятор для ох-
лаждения тягового электродвигатели; б — тяговый электродвигатель; 7—зубчатое
колесо передачи к отбойному валу; 8— компрессор; д— ведущее дышло; 10— сцеп-
«ое дышло: 11— вентиляторное колесо; 12 — холодильник; 13— ящик для тормозных
-сопротивлений; 14 — электродвигатель вентилятора: 16—сиденье машиниста;
16 — возбудитель: 17 — генератор
воздухом от специального электрокомпрессора и не было элект-
рического торможения. Тепловозы Оэл6 и ОЭЛЮ в начале 1931 г.
были отправлены для эксплуатации на Ашхабадскую дорогу.
Проведенные сравнительные испытания и наблюдения за работой
группового н индивидуального привода выявили преимущество
последнего.
Проекты тепловозов Коломенского завода (1938—1941 гг.). Хотя
в 1937 г. НКПС прекратил, заказывать тепловозы для поездной
работы, Коломенский завод продолжал строить тепловозы типа
2-50-1 в качестве передвижных электростанций, а конструкторское
бюро завода, имевшее сильный коллектив тепловозников, не пре-
122
кращало работ по разработке эскизных проектов более прогрес-
сивных типов тепловозов.
В 1938 г. П. В. Якобсон и М. М. Козловский представили эскнз
тепловоза 30-30 мощностью 1 600 л. с. В этом эскизе был учтен
•опыт постройки н эксплуатации всех имевшихся в СССР тепловозов.
На основании указанного предложения были составлены тех-
нические задания Коломенскому заводу на разработку эскизного
проекта нового тепловоза. Коломенский завод разработал не-
сколько вариантов тепловозов, представляющих интерес, так как
Рис. 76. Групповой привод тепловоза О9Л 6
некоторые замыслы конструкторов были учтены при последующем
проектировании тепловозов.
Наиболее важными вопросами при разработке эскизных проек-
тов был выбор типа дизеля, размещение его на раме н общая ком-
поновка тепловоза. Мощность силовой установки тепловоза была
определена в 2 000 л. с., учитывая, что новые тепловозы должны
возить поезда большего веса и с большей скоростью, чем паровозы
СОК, работавшие на участках, где намечалось применять тепловозы
в первую очередь. Создание специального тепловозного дизеля
мощностью 2 000 л. с. потребовало бы много времени н затянуло
бы сроки постройки тепловозов.
Поэтому было намечено использовать двигатель 38КФ8 мощ-
ностью 600 л. с. при 600 об/мин, серийно строящийся на Коломен-
ском заподе, а также двигатель 38КФН8, являющийся развитием
123
Рис- 77. Проект тепловоза 1-Зв-Зо-1
конструкции двигателя 38КФ8. имеющий мощность 1 000 л. с.
при 600 об/мин.
В первом случае намечался тепловоз типа Т16, во втором —
тепловоз Т17.
Двигатель 38КФН8 — четырехтактный, бескомпрессорный, с
предкамерным распиливанием топлива, с наддувом по системе Бюхи,
восьмицилиндровый. Диаметр цилиндра 300 мм, ход поршня 380
мм. Электрическая передача на тепловозах, состоящая из гене-
ратора, возбудителя, тяговых электродвигателей н вспомогатель-
ного оборудования, особого интереса не представляет. При наличии
двух силовых установок, принятых при проектировании, тепло-
воз можно было осуществить в двух основных, существенно от-
личных между собой вариантах.
Первый вариант предусматривает расположение обеих дизель-
генераториых установок в одном экипаже на одной раме с дубли-
рованием всех вспомогательных устройств двигателя — холодиль-
ника, насосов и пр. При этом тепловоз имеет осевую формулу
1-30-30-1 (две четырехосные тележки с крайними поддерживающими
осями или две трехосные тележки с бегунками). Передача силы
тяги происходит через тележки по типу электровоза ВЛ. Второй
вариант предусматривает сочленение двух тепловозов, из которых
каждый опирается на две двухосные тележки. На каждом тепло-
возе (секции) размещены три тяговых электродвигателя. Крайние
оси обеих секций (со стороны постов управления) являются под-
держивающими. Силовая установка каждой секции состоит из
одного двигателя 38КФН, соединенного с генератором упругой
муфтой. При первом варианте, т. е. при расположении двух ди-
зсль-генераторных установок на одной раме, было рассмотрено
расположение двигателей по типу тепловоза Э9Л8 и продольное
расположение двигателей. Подробное рассмотрение первого ва-
рианта (рис. 77) с указанными разновидностями расположения
силовых установок выявило его сложность и плохие условия для
обслуживания.
Второй вариант — тепловоз Т17 (рис. 78) сочлененного типа
(20-20) + (2О-2О) по всем показателям, удобству обслуживания,
более легкому изготовлению и возможности в дальнейшем иметь
грехсекционный тепловоз мощностью 3 000 л. с. был признан наи-
более целесообразным для постройки. Однако постройка тепло-
воза не была осуществлена из-за начавшейся второй мировой
войны.
ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫЕ ТЕПЛОВОЗЫ
Вопрос о возможности использования для тепловозов твер-
дого топлива наряду с жидким возник почти с первых дней по-
явления их на железных дорогах СССР, так как длительное вре-
мя количество жидкого добываемого топлива было недостаточно
для покрытия растущих потребностей. По мере расширения по-
125
[роект тепловоза (20- 2») + (2о-20)
126
стройки тепловозов, а следовательно, и увеличения потребности
жидкого топлива вопрос возможности использования для них
местных видов топлива (особенно твердого) составил уже боль-
шую и достаточно сложную проблему. Идея постройки газогене-
раторного тепловоза появилась впервые в СССР и приоритет в
создании таких тепловозов принадлежит полностью советским ин-
женерам.
В прошлом было сделан® много попыток создания газогене-
раторных тепловозов и хотя эти попытки не привели к успешным
результатам, тем не менее они многое дали для последующего.
Еще в 1926 г. на опытной тепловозной базе был разработан эскиз-
ный проект газогенераторной установки, чтобы приспособить дви-
гатель тепловоза Ээл2 для работы вместо нефти на газе. Од-
нако осуществить проект не представилось возможным главным
образом из-за того, что в тот период не было основных техничес-
ких данных о работе мощных малогабаритных газогенераторов.
Требовались серьезное изучение, ряд лабораторных исследований
и глубокая проработка конструкции узлов установки, без чего
нельзя было разрешить такой сложный вопрос.
Вскоре после этого Н. И. Дыренков предложил эскизный про-
ект газогенераторного тепловоза с использованием антрацита марки
ДМ. Проект был разработан конструкторским бюро специальных ма-
шин с участием видных специалистов Газогенераторстроя. В основу
был взят тепловоз с электрической передачей, на раме которого
наряду с силовым оборудованием предполагалось разместить газо-
генераторную установку, работающую на антраците.
Проекты газогенераторного тепловоза по предложению Н. И.
Дыренкова разрабатывались в бюро мощных локомотивов при
ЛПИЖТе, возглавляемом кафедрой «Паровозы и тепловозы» при
участии бюро гидравлических редукторов НКТП, Газогенератор-
строя, работников конструкторского бюро экспериментального за-
водв «Можерез», заводов «Русский дизель», «Красный путнловец».
Техническими руководителями работ по проектированию были
К. А. Шишкин и А. А. Титов.
Бюро разработало несколько вариантов тепловоза. Наибольший
интерес представляет проект газогенераторного тепловоза типа
2-6-1 (рис. 79 и 80) со сцепным весом 128,4 т.
Газогенераторная установка размещена на шестиосном прицеп-
ном тендере и состоит из пяти газогенераторов опрокинутого про-
цесса н одного охладителя-очистителя (скруббера).
Запасы антрацита марки AM, размещенные в пяти секциях
бункера, расположены иад газогенераторной установкой на крыше
1сндера. Вместимость бункера — 10 т. Топливо в генераторы
подается при помощи питателей. Под каждым газогенератором
имеется зольиик со шлакоудалителем. Питатели и шлакоудал ителн
имеют привод общего трансмиссионного вала, который вращается
электродвигателем через редуктор с двумя ступенями скоростей.
Газогенераторы установлены двух типов: два с центральным
127
-----------------------------------------31590	---------
Рис. 79. Газогенераторный тепловоз конструкции Бюро мощных локомотивов
ак. 316
и периферийным наклонным дутьем и три с центральным и перифе-
рийным горизонтальным дутьем. Шахты имеют пароводяные ру-
башки; пар, давление которого в рубашках составляет 2 ат, ис-
пользуется на нужды газификации.
Для охлаждения н грубой очистки газа служит охладитель-
очиститель, заполненный керамическими кольцами, орошаемыми
Рис. 80. Разрез по шахте газогенератора
сверху холодной водой. Пройдя охладитель-очиститель, газ направ-
ляется в газоходы-очистителн, расположенные на крыше тендера
по обе стороны бункеров, а затем через гибкий рукав поступает
в холодильник, размещенный на крыше локомотива.
Для разжигания газогенераторов к охладителю-очистителю при-
соединен дымосос, приводимый во вращение электродвигателем.
На тендере имеется водяной бак емкостью 9 000 л.
Напряжение зоны горения газогенератора при расчете принято
128
равным 140 кг/л2. Выход сухого газа с 1 кг антрацита 3,9 ла.
совой расход антрацита 975 кг. Расход воды 920 л/ч.
На тепловозе внутри кузова уста-
новлен горизонтальный четырехци-
линдровый, четырехтактный двигатель
двойного действия мощностью
1 860 л. с. при 300 об/мин с электри-
ческим зажиганием, среднее индика-
торное давление 4,53 кг/сл3. Цилинд-
ры соединены попарно (тандем). Вра-
щение коленчатого вала производит-
ся при помощи двух шатунов. Угол
между пальцами кривошипов со-
ставляет 90°. Вал расположен попе-
рек тепловоза, что позволяет избе-
жать применения конической переда-
чи к гидромеханическому редуктору.
Пуск двигателя производится через
небольшой редуктор вспомогатель-
ным двигателем мощностью 70 л. с.
при 1 800 об/мин.
Движение колесам локомотива
передается (до скорости 37,5 км/ч)
через гидротрансформатор, после чего
он выключается и включается редук-
тор с постоянно сцепленными зуб-
чатыми колесами. Скорость локомо-
тива при этом может быть доведе-
на до 50 км/ч. Отбойный вал распо-
ложен в передней части тепловоза
между передней двухосной тележкой
и первой движущей осью и связан
с колесными парами дышловым ме-
ханизмом.
Холодильник для воды и мас-
ла расположен в задней части теп-
ловоза.
Подача воздуха обеспечивается
двумя вентиляторами с приводом от
славного редуктора.
Построить тепловоз не удалось.
Были изготовлены лишь отдельные
части тепловоза—рама н элементы пе-
редачи.
Проект тепловоза 1-4-1 по си-
стеме Дыренкова (1933 г.). Неза-
висимо от проектировавшегося в Ле-
нинградском институте инженеров
В Зак. 346
Ча-
Рис. 81. Проект тепловоза 1-4-1 по системе Дыренкова
129
транспорта мощного газогенераторного тепловоза, о кото-
ром рассказывалось выше, конструкторским бюро (завод Може-
рез) был разработан проект переделки строившегося в то время
на Коломенском заводе тепловоза 1-4-1 на газогенераторный (рис.
81). Предполагалось быстроходный дизель этого тепловоза (такой
же, как и на маневровых тепловозах Оэл7 и Оэл6) переделать для
работы по циклу Отто (низкого сжатия), для чего понижалась
степень сжатия путем установки прокладочных колец под крышки
цилиндров и устанавливались два дополнительных источника за-
жнгання; клапаны и
распределительный вал
двигателя оставались без
изменений.
Мощность двигателя
после переделки для
работы на газе снижа-
лась до 500 л. с. вместо
600 л. с. на нефти при
одинаковых оборотах в
обоих случаях.
Газогенератор теп-
а
Рис. 82. Схема газогенераторной установки ловоза, устанавливае-
теплопаровоза Коломенского завода МЫЙ на четырехосном
тендере паровоза серин
Э, должен был иметь две шахты с опрокинутым процессом
горения, без колосников, с механическим удалением шлака и
загрузкой топлива. На тендере намечалось установить также
утилизационный паровой котел, пар из которого использовался
в газогенераторе, предварительно совершая работу в воздушном
тормозном насосе. Очистка газа намечалась сухой. Очистители
и холодильники газа предполагалось разместить иа крыше
тендера и самого тепловоза.
Постройкой этого тепловоза преследовалась цель исследовать
работу наиболее ответственных агрегатов и учесть этот опыт при
создании мощного газогенераторного тепловоза.
Однако осуществить этот интересный замысел не удалось.
Газогенераторный теплопаровоз Коломенского завода. В 1939 г.
Коломенский завод построил грузовой газогенераторный теплопаро-
воз, по тяговым качествам эквивалентный паровозу серии ФД.
В этом локомотиве представляет интерес главным образом газо-
генераторная установка, расположенная на тендере, и силовой
агрегат, представлявший сочетание двигателя внутреннего сгора-
ния и паровой машины с механизмом, передающим вращающий
момент движущим осям локомотива.
Газогенератор (рис. 82) работает по прямому процессу, имеет
наклонную колосниковую решетку, которая может вращаться при
помощи привода от электродвигателя. Производительность газо-
130
генератора 4 250 м3/ч при низшей теплотворной способности газа
1 200 ккал/м3.
Из газогенератора 1 газ отбирается в двух местах и поступает
в водоподогреватели 2, в которых он протекает по трубкам, нагре-
вая омывающую их воду, температура его при этом снижается
с 700 до 250°. Вода, нагретая до 20СГ, поступает в паровой котел,
давление в котором, так же как и в водяном пространстве водопо-
догревателя, 14 ат. Прн уменьшении количества пропускаемой
через водоподогреватели воды они сами работают как паровые
котлы. После водоподогревателей газ проходит через грубые очис-
тители 3, в которых осаждаются крупные частицы пыли, н затем
поступает в I ступень 4 калорифера, где охлаждается до 130 ,
омывая трубки с водой и нагревая последнюю до 100—102". Нагре-
тая вода идет в рубашку цилиндров двигателя. Далее газ проходит
И ступень 5 калорифера, где охлаждается до 80—100°, очищается
в очистителе 6, и газовым насосом подается в двигатель. Подогре-
тая во II ступени калорифера вода направляется в бак тендера.
При такой схеме в большой мере используется физическая
теплота газов, что в значительной степени повышает общий к. п. д.
генератора, который достигает 90%.
Газогенераторная установка расположена на тендере. Запас
топлива, которого достаточно на пробег теплопаровоза с поездом
до 300 км, размещается в газогенераторе и в бункере над ним.
Теплопаровоз имеет 4 цилиндра — по 2 с каждой стороны.
Средняя часть каждого цилиндра является газовой с двухпорш-
невой прямоточной продувкой: крайние полости — паровые.
Газ и воздух подаются в двигатель турбокомпрессором, при
водимым в действие паровой турбиной, на валу которой по одну
сторону имеется воздушный нагнетатель, сжимающий воздух до
1,2 ат, по другую — газовый нагнетатель, сжимающий газ нз
газогенератора до 1,25 ат.
Давление конца сжатия в газовом двигателе 14—15 ат, дав-
ление вспышки 28—30 ат. В каждом цилиндре имеется по три
свечи. Движение от поршней передается двум балансирным валам,
а от ннх —двум отбойным валам.
Общий вес теплопаровоза в рабочем состоянии (без тендера)
158 т, сцепной — 120 т, конструкционная скорость 85 км/ч прн
диаметре движущих колес 1 500 мм; предполагаемый к. п. д. 11%
Несмотря на интересные замыслы, вложенные в конструкцию
газогенераторного теплопаровоза, над созданием которого рабо-
тал большой коллектив видных конструкторов (Л. С. Лебедянский,
М. Н. Щукин, А. И. Козякнн, Р. И. Шарговский и др.), он полу-
чился весьма громоздким, двигатели работали неустойчиво — воз-
никали преждевременные вспышки, вызывавшие шум.
Начавшаяся в 1941 г. война не позволила продолжить работы
по изучению и доводке теплопаровоза. В 1942 г. он был разобору-
дован, за исключением тендера с газогенераторной установкой, ко-
торый в настоящее время находится на опытном кольце ЦНИИ МПС.
9*	131
Этот теплопаровоз являлся единственным в мире локомотивом
с газовым двигателем. Полученный при его постройке и испытаниях
опыт был использован в последующем при создании газогенера-
торного тепловоза.
Проект перевода на газ тепловоза Ээл. В 1943 г. автор этой
книги предложил переделать в порядке опыта один эксплуати-
руемый тепловоз типа Эвл на газогенераторное отопление (антра-
цит) по следующей схеме (рис. 83). На раме четырехосного тен-
дера устанавливаются три газогенераторные шахты. В бункер 1
во время экипировки засыпается уголь (антрацит), который пита-
телем 2 забрасывается в шахту 5. Опускаясь постепенно вниз,
он проходит ряд зон, где и протекают процессы газификации.
В верхней части шахты уголь подсушивается. При дальнейшем
опускании слоя топлива (температура 450°) происходит сухая
перегонка с выделением летучих веществ, в том числе углеводо-
родов и смол. В следующей зоне топливо начинает гореть (темпе-
ратура 1100°), в эту зону подводится паровоздушное дутье, пар
усграняет шлакование и обогащает водородом газ, что повышает
коэффициент полезного действия генератора. В зоне горения обра-
зуется углекислота, которая, проходя зону восстановления (темпе-
ратура 900°С), превращается в окись углерода.
Рабочий газ по газоотводным карманам нижней части шахт
направляется в нижний коллектор 9, откуда, пройдя через охла-
дитель-очиститель газов 11 и охладитель 10, поступает по трубо-
проводу в смеситель двигателя. Образующиеся от сжигания топ-
лива шлаки попадают с шлакодробильной решетки 7 на шнек 6
и отводятся в специальный бак.
При заправке генератора тяга прн розжиге создается электро-
веитилятором 20, а газы при работе тепловоза отсасываются самим
двигателем. Шахты генератора снабжены водяными рубашками 8.
Образующийся в них пар идет на паровоздушное дутье.
Для работы на газе предусматривалось переоборудовать се-
рийный тепловоз с электрической передачей. На дизеле намеча-
лось установить новые цилиндровые крышкн, позволяющие уве-
личить камеру сжатия, запальные свечи и магнето, а на трубо-
проводе, подводящем газ от газогенератора к двигателю, специаль-
ный смеситель. С его помощью в зависимости от нагрузки двига-
теля регулируется состав газовоздушнон смеси перед поступлением
в цилиндры. Смеситель кинематически связан с двигателем, н,
кроме того, может управляться машинистом. Существующая топ-
ливная аппаратура (насосы и форсунки) снималась.
Чтобы при переводе с двигателя на газ мощность его не сни-
зилась, проектом предусматривали рабочую смесь подавать в
цилиндры под некоторым давлением (0,4—0,6 ат), увеличив таким
образом степень зарядки цилиндров. Для этой цели предпола-
галось производить нижинй наддув при помощи электровеитиля-
тора, установленного перед всасывающим коллектором двигателя.
Коэффициент полезного действия тепловоза ожидался 16—18%.
132
133
Вскоре первоначальное предложение было переработано (А. А.
Пойда и П. В. Якобсон) и в результате получен эскизный проект
газогенераторного тепловоза Эад.
Руководство НКПС одобрило проект и выдало задание конст-
рукторскому бюро опытного завода ЦНИИ разработать технический
проект газогенераторного тепловоза Ээ\ Хотя технический про-
ект был разработан, однако осуществить переделку по нему теп-
ловоза Ээл не удалось, так как в связи с началом постройки теп-
ловоза ТЭ1 было решено опыт по замене жидкого топлива твер-
дым произвести на одном из тепловозов этого типа.
Проект газобаллонного тепловоза системы Хлебникова. В 1934 г.
инж. Г. К- Хлебников предложил использовать на тепловозах
вместо нефти газ, аккумулированный в стальных баллонах
(рис. 84). По первоначальной схеме это был грузовой тепловоз типа
2-50-1 с прицепным четырехосным тендером, на котором разме-
щались газовые баллоны. На тепловозе имелся четырехтактный
дизель 1, к валу которого присоединялся компрессор 2 для за-
рядки пусковых баллонов емкостью 0,42 № при давлении 60 ат
и (при помощи промежуточного вала через коробку 3 передач)
вентилятор 4, установленный в шахте холодильника 5. Второй
конец вала прн помощи гидравлической или электромагнитной
муфты 14, конических и цилиндрических зубчатых колес 13 н 7
вращал отбойный вал 6. На тендере размещались газовые бал-
лоны 9, из которых газ высокого давления по коллектору 10 через
вентиль 8 поступал в турбину или редуктор 11, отсюда по трубо-
проводу низкого давления 12 в смесительную камеру или к вы-
пускным клапанам и, наконец, в цилиндры двигателя 1. Двига-
тель пускался сжатым воздухом и работал вхолостую, после чего
включалась муфта 14 и тепловоз трогался. Прн трогании требу-
ется большой крутящий момент, поэтому в этот период двигатель
питался обогащенной горючей смесью н, кроме того, через особый
клапан подавался по способу верхнего наддува дополнительный
воздух из баллонов и из компрессора. После трогания двигатель
переключался на работу по обычному способу.
Газ, необходимый для работы тепловоза, предполагалось по-
лучать в определенных депо, где для этого устраивались соот-
ветствующие газогенераторные установки, нли из газопроводов
подземного и природного газов. Баллоны тепловоза заряжались
в депо при помощи компрессора давлением 150—200 ат. Емкость
и количество баллонов подбирались в соответствии с назначением
тепловоза — для поездной илн маневровой работы. Подобные теп-
ловозы, как это представлялось, были сравнительно простой конст-
рукции, не требовали сложного ухода и могли иметь коэффициент
полезного действия 20—25%. Существенными недостатками, от-
мечавшимися еще в тот период, была зависимость таких локомо-
тивов от места питания газом. В связи с тем, что затрачивать боль-
шие средства для проверки этого предложения (строить газоге-
нераторные централи, сложные экипировочные устройства), не
134
имея никакого еще опыта по созданию отдельных образцов таких
локомотивов, не представлялось возможным; предложение Г. К.
Хлебинкбва в указанный период завершения не получило.
Вопрос о создании газобаллонных тепловозов вновь возник
после Великой Отечественной войны (в 1945—1946 гг.), когдв
Г. К. Хлебников предложил перевести тепловоз Эвл на сжатый
газ и Научно-исследовательским институтом железнодорожного
транспорта был разработан проект. За основу принят тепловоз серии
Э’л с незначительными переделками дизеля. К тепловозу обычной
автосцепкой прицепляется стандартная платформа грузоподъем-
ностью 60 т, иа которой размещаются 57 баллонов.
Баллоны намечалось изготовлять нз газовых труб. На переднем
конце платформы трубы объединяются в общий коллектор, через
который осуществляется зарядка баллонов, а также расход газа.
При остановке дизеля подача газа регулятором автоматически пре-
кращается. Из редуктора газ по гибкому шлангу поступает в дви-
гатель. Для зарядки тепловоз подается к газовому трубопроводу,
имеющему давление 50 ат. Газ из магистрали последовательно
поступает по трубам в коллектор, запорные вентили и в баллоны.
Когда давление в баллонах и трубопроводах сравнивается, за-
рядка считается законченной.
Перед поступлением в двигатель газ проходит диафрагменный
редуктор типа автомобильного, где давление его снижается. В
конце сжатия через органы топливоподачи вводится небольшая
порция (10—15%) нефггн, которая и воспламеняет газовоздуш-
ную смесь. Пуск дизеля совершается на жидком топливе обычным
способом.
Научно-техинческий совет Министерства путей сообщения в
1946 г. одобрил проект и разрешил составить рабочий проект,
переоборудовать один тепловоз и испытать его на газе от Сара-
товского газопровода- Однако проект не был осуществлен.
В последующем ЦНИИ произвело технико-экономическую
оценку эффективности применения природных, попутных и сжи-
женных газов для тепловозов и пришел к следующим выводам.
Использование природных сжатых газов в качестве топлива
для магистральных тепловозов связано с большими первоначаль-
ными капиталовложениями, затратами металла и усложнением кон-
струкции. Эксплуатационные расходы на измеритель работы по
сравнению с расходами тепловозов иа дизельном топливе воз-
растают. Поэтому применение таких локомотивов нецелесообразно.
При маневровой работе эффективность применения природного
газа в качестве топлива для локомотивов должна в каждом от-
дельном случае определиться в зависимости от местных условий.
Сжиженные газы в качестве топлива для локомотивов могут
найти применение в районах добычи газа. Экономическая це-
лесообразность применения сжиженных газов для локомотивов
будет определяться отпускной ценой топлива и дополнительными
затратами на переоборудование локомотивов н топливного хозяйства.
135
Подводя итоги периода исканий и становления тепловоза, сле-
дует отметить, что были попытки осуществить различные конст-
рукции дизельного локомотива. Одни хотели создать тепловоз непо-
средственного действия, где бы двигатель при помощи дышел (на-
подобие паровоза) приводил его в движение. В этом направлении
работали крупные советские ученые и специалисты профессора
В. И. Гриневецкий, Б. М. Ошурков, В. Н. Тихомиров, К. А.
Шишкин и др. Несмотря на заманчивость идеи, осуществить та-
кой тепловоз не удалось главным образом потому, что его тяговые
свойства не соответствовали бы необходимым требованиям, предъ-
являемым к локомотиву.
Другие пытались заменить паровой котел компрессорной ус-
тановкой, получив, таким образом, тепловоз с пневматической
передачей. Это были проф. Е. К. Мазинг, проф. Д. Д. Львов, М. В.
Максимов и др. Однако такой локомотив оказался бы недоста-
точно экономичным по сравнению с тепловозами других типов.
Проф. А. Н. Шелест и А. Б. Домбровский работали над созда-
нием локомотива с механическим генератором газов, но из-за
больших трудностей, возникших при его осуществлении, он ие
был построен. Только в настоящее время такие генераторы газов
получают применение.
Выпуск тепловоза Эмх3 с механической передачей подтвердил
в принципе целесообразность создания таких локомотивов, при
том, однако, условии, что будет применена ие чисто механическая,
а гидромеханическая передача.
Наконец, последним и наиболее рациональным оказался теп-
ловоз с электрической передачей, который и был принят к серийной
постройке. По примеру СССР тепловозы с передачей такого типа
получили распространение во всем мире.
Успешное внедрение тепловозов иа советских железных доро-
гах оказалось возможным благодаря неослабному вниманию к
этому вопросу нашей партии н правительства. За годы, прошедшие
со времени создания первого тепловоза до Отечественной войны,
работники транспорта и промышленности проделали значительную
работу: было построено на отечественных заводах 7 различных
типов тепловозов; Щ*л1, Оэл6, Оьл7, ОЭЛЮ, ВМ, Ээл9 и несколько
десятков тепловозов серии Ээл. По проектам и под руководством
советских инженеров за рубежом построено для СССР 4 поезд-
ных и 2 маневровых тепловоза (локотрактора). Впервые в мире
на Ашхабадской ж. д. на протяжении более 700 км была введена
тепловозная тяга. Здесь были построены тепловозные мастерские.
В транспортных институтах в Москве, Ташкенте и Ростове была
организована подготовка ннженеров-теплобозников. В депо Аш-
хабад готовились локомотивные бригады.
Вторая мировая война прервала работы в области тепловозо-
строения в СССР.
Г ЛАВA v
ТЕПЛОВОЗОСТРОЕНИЕ В СССР ПОСЛЕ ВЕЛИКОЙ
ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ
После окончания Великой Отечественной войны (1941—1945 гг.)
советский народ под руководством Коммунистической партии при-
ступил к восстановлению н дальнейшему развитию народного
хозяйства. В области железнодорожного транспорта, которому
война причинила огромный ущерб, четвертым пятилетним планом
(1946—1950 гг.) предусматривалось капитальное восстановление же-
лезных дорог, оснащение новой техникой, в частности локомоти-
вами.
Наряду с паровозами и электровозами транспорт получил
новые магистральные тепловозы. На тепловозную тягу перево-
дилось около 7 000 км железнодорожных линий, на которых ис-
пытывалось затруднение с водоснабжением.
Строительство тепловозов в этот период организуется иа Харь-
ковском заводе транспортного машиностроения, который в даль-
нейшем становится основной тепловозостроительной базой. Кол-
лектив завода много сделал для улучшения организации и техно-
логии производства. Здесь впервые в Советском Союзе освоен
массовый выпуск крупных литых чугунных коленчатых валов для
дизелей большой мощности, а также процесс поточной сборки
крупных дизелей на поворотных стендах — кантователях, что значи-
тельно снизило трудоемкость. В настоящее время на заводе дейст-
вует свыше 100 поточных линий, в которых установлены высоко-
производительные специальные агрегаты отечественного производст-
ва; расширяется область применения полуавтоматической сварки
узлов.
Изготовление электрического оборудования было налажено на
Московском заводе «Динамо» и Харьковском заводе тепловозного
электрооборудования (ХЭТЗ), который с 1947 г. становится единст-
венным поставщиком всего тепловозного электрооборудования.
Вопрос о широком внедрении тепловозной тяги был решен
июльским (1955 г.) Пленумом КПСС и XX съездом партии. В Ди-
рективах XX съезда КПСС указывалось, что важнейшим звеном
технического прогресса на железнодорожном транспорте является
электрификация железных дорог и широкое внедрение тепловозов.
137
Эти решения подкреплялись созданием соответствующей произ-
водственной базы. В 1956 г. выпуск паровозов был прекращен.
В связи с этим Коломенский, Луганский и Брянский паровозо-
строительный заводы переключались на постройку тепловозов.
Большое внимание было уделено специализации и коопериро-
ванию предприятий. Харьковский тепловозостроительный завод,
наряду с выпуском тепловозов, начал поставлять дизели 2Д100
Луганскому тепловозостроительному заводу, который, изготовляя
ходовые части для других заводов, производит также монтаж
тепловоза в целом.
Коломенский тепловозостроительный завод, получая от Луган-
ского экипаж, а с ХЭТЗ электрооборудование, изготавливает ди-
зели 2Д100 и производит сборку тепловозов.
Брянский завод, специализированный на выпуске маневровых
тепловозов с электрической передачей, получает для них дизели
с Пензенского завода, а электрооборудование — с ХЭТЗ.
Благодаря такой специализации и кооперированию выпуск
магистральных тепловозов ТЭЗ стал увеличиваться из года в год.
Новой главой в истории развития социалистической экономики
страны явились решения XXI съезда КПСС.
Семилетним планом развития народного хозяйства СССР (1959 —
1965 гг.) предусмотрена коренная техническая реконструкция же-
лезнодорожного транспорта на основе электрификации и широкого
внедрения тепловозной тяги. В 1965 г. протяженность железных
дорог, переведенных на электровозную и тепловозную тягу, дос-
стигиет примерно 100 тыс. км, нз них не менее 70 тыс. км будут
обслуживаться тепловозами.
Тепловозная тяга в первую очередь будет применяться на
Дорогах Казахстана, Средней Азии, Поволжья и других участках,
испытывающих затруднения с водоснабжением паровозов.
В широких размерах будут использоваться тепловозы на ма-
невровой работе в крупных узлах и на сортировочных станциях.
В связи с намеченным развитием тепловозной тяги на желез-
ных дорогах ЦНИИ провел большую работу по определению
требований к тяговым свойствам перспективных локомотивов.
Исследования, произведенные ЦНИИ (канд. техн, наук А. В.
Сломя некий) показали, что для удовлетворения в период до 1965 г.
эксплуатационных требований прн тепловозной тяге на главных
линиях целесообразно иметь три основных типа грузовых магист-
ральных тепловозов; мощностью 2 000, 3 000 и 4 000 л. с. в одной
секции, что соответствует примерно 1 570, 2 350 и 3 150 касатель-
ных л. с.
Для указанных трех типов тепловозов были приняты следую-
щие основные показатели:
2000 3000 4000
20	23	27
21,5 27,5 31,6
Мощность тепловоза в л, с.............
Длительная скорость на расчетном подъе-
ме в км/ч.............................
Длительная сила тяги в т .............
138
Исследования показывают, что наибольшая потребность по за-
грузке имеется в тепловозах мощностью 3 000 л, с. в секции, на
долю которых приходится 39% перевозочной работы (из них 22%
для локомотивов в одной секции, 14% — в двух секциях и 3%
в трех секциях). Далее следуют тепловозы мощностью в 2 000 л. с.,
иа долю которых приходится 36% перевозочной работы (21%
в одной секции и 15V« в двух секциях). Остальные 25% работы
падают на тепловозы мощностью 4 000 л. с. (14% в одной секции
и 11% в двух секциях).
Для пассажирских перевозок также целесообразно иметь теп-
ловозы мощностью 2 000, 3 000 и 4 000 л. с. в одной секции.
Прн создании таких тепловозов должна быть учтена возмож-
ность получения удельного строительного веса по дизелю 5 кг!л. с.,
по тиговым двигателям около 5 кг/квт и по генератору 2,5 кг/кет.
Успешное решение задачи по созданию мощных тепловозов
связано с выбором дизеля, к которому должны быть предъявлены
требования, учитывающие особенности эксплуатации локомотивов
иа наших железных дорогах. По двигателям для тепловозов гру-
зовых, пассажирских и маневровых в настоящее время ведутся
большие исследовании рядом институтов и заводов: Всесоюзным
научно-исследовательским институтом железнодорожного транс-
порта, Коломенским, Харьковским и Луганским заводами и др.
Утвержденная XXI съездом КПСС программа развития народ-
ного хозяйства в 1959—1965 гг. успешно выполняется. Примерно
на 4% больше плана был обеспечен выпуск промышленной про-
дукции в 1959 г. — первом году семилетки.
Вместе с народным хозяйством страны растет и развивается
железнодорожный транспорт. Грузооборот на железных дорогах
в 1959 г. превысил уровень 1955 г. примерно в 1,5 раза и достиг
1 429 млрд. ткм.
По протяженности электрифицированных линий СССР уже за-
нимает первое место в мире и продолжает с каждым годом нара-
щивать темпы внедрения электрической тяги.
К концу 1959 г. протяженность линий с тепловозной тягой
в СССР достигла 14 300 км и возросла по сравнению с 1955 г. почти
в 2,5 раза. К концу текущего 1960 г. протяженность линий с элект-
рической и тепловозной тягой достигнет 34 тыс. км н превысит
уровень 1955 г. в 3 раза. Доля перевозок грузов новыми видами
тяги в общем грузообороте железных дорог увеличилась с 14%
в 1955 г. до 33,5% в 1959 г., а в 1960 г. иа их долю придется свыше
41 % и к концу семилетия—85—87%.
В 1959 г. в СССР было построено 1 002 магистральных тепло-
возов. Во втором (1960 г.) и в последующие годы семилетки пред-
стоят еще большие работы как по созданию новых образцов теп-
ловозов, так и по совершенствованию тепловоза ТЭЗ — основного
тепловоза текущей семилетки.
В 1960 г. намечается выпустить тепловозы трех новых типов:
пассажирский односекциоиный мощностью 3 000 л. с. с десяти-
139
цилиндровым дивелем 1 ОД 100
грузовой двухсекционный
с
тепловоз
высоким наддувом воздуха,
мощностью 6000 л. с. и
модернизированный тепловоз
ТЭЗс восьмицилиндровым ди-
зелем 6Д100.
Предстоит создать образ-
цы магистральных теплово-
зов, а затем перейти на се-
рийную постройку теплово-
зов с гидравлической пере-
дачей вместо электрической,
что принесет большую эконо-
мию цветных металлов и
уменьшит вес тепловоза.
Тепловозы с электрической
передачей
Тепловозы ТЭ1 и ТЭ5
(1945—1948 гг.). Первым в
послевоенный период был по-
строен шестиосный тепловоз
серии ТЭ1 (рис. 85) с дизелем
мощностью 1 000 л. с. и элект-
рической передачей. Он пред-
назначен для грузового и пас-
сажирского движения, а так-
же для выполнения маневров.
Тепловоз (рис. 86) имеет
две трехосные тележки, на
которых расположена главная
рама, несущая силовую уста-
новку. Силовая дизель-гене-
раторная установка состоит
из вертикального шестици-
линдрового четырехтактного
дизеля, вал которого с зад-
ней стороны жестко соединен
с якорем генератора постоян-
ного тока и компрессором, а
ременной передачей —с двух-
машинным агрегатом и вен-
тилятором тяговых электро-
двигателей задней тележки.
Передний конец вала дизеля
клиновидными ремнями свя-
зан с приводом вентилятора холодильника и с вентилятором
тяговых электродвигателей передней тележки.
140
Дизель снабжен турбовоздуходувкой, турбинное колесо кото-
рой приводится во вращение отработавшими газами, а воздушное
колесо, сидящее на одном валу с турбинным, подает под некото-
рым давлением воздух в цилиндры дизеля. Дизель оборудован
топливной аппаратурой и чувствительным регулятором числа обо-
ротов. На тепловозе имеется устройство, автоматически останав-
ливающее дизель при падении давления в смазочной системе.
Пуск дизеля электрический.
На тепловозе установлен главный генератор постоянного тока
МПТ-84/39, мощность 620 кет прн 740 об/мин-, напряжение
380—900 в, длительный ток 1 150 и.
Возбудитель с расщепленными полюсами и вспомогательный
генератор представляют собой машины постоянного тока, сидя-
щие на одном валу и выполненные в одном корпусе; номинальная
мощность вспомогательного генератора 5 кет, напряжение 75 в.
Главный генератор с независимым возбуждением имеет три
обмотки: пусковую, которая включается только на время пуска
дизеля; шунтовую, питаемую от возбудителя, н дифференциаль-
ною, включаемую в цепь тяговых электродвигателей и располо-
женную на полюсах возбудителя. Назначение этой обмотки —
уменьшать магнитный поток возбуждения при увеличении тока в
цени тяговых электродвигателей н тем самым снижать напряжение
главного генератора. При определенных числах оборотов дизеля
автоматически устанавливается примерно постоянная мощность и
реализуются максимально возможные скорости в зависимости от
профиля пути. Три тяговых электродвигателя типа Д К-304 каж-
дой тележки соединены всегдв последовательно. Схема предусмат-
ривает работу электродвигателей в комбинациях: последовательное
соединение, последовательно-параллельное соединение (две группы
по трн электродвигателя), шунтировка поля при последовательно-
11араллельном соеди нейпи.
При пуске все электродвигатели соединены последовательно
между собой и обеспечивается большая сила тягн тепловоза. В
дальнейшем прн соответствующем соотношении тока н напряже-
ния электродвигатели автоматически переключаются в две па-
раллельные группы по три двигателя последовательно, что про-
исходит при скорости тепловоза примерно 10 км/ч. При 20 км/ ч
юполнительио включается шунтировка поля. Все переключения
в схеме производятся автоматически. Автоматическое управление
нм<ст следующие преимущества перед неавтоматическим; 1) уп-
Р'ШМется управление тепловозом; 2) уменьшается опасность ава-
рии вследствие ошибок машиниста; 3) увеличивается использова-
ние мощности дизеля и тем самым средняя скорость движения поез-
ди- 4) повышается надежность работы оборудования.
ппскгрнческая схема позволяет управлять тепловозами при
тяге поезда двумя или тремя единицами с одного поста.
Специального кузова тепловоз не имеет — передняя часть —
машинное отделение перекрыто кожухом (капотом) с соответст-
141
Рис. 86. Размещение оборудования на тепловозе ТЭ1:
/ дизель; 2—турбовоздуходувка; 3— главный генератор; 4 — воздушный компрессор. Б — вспомогательный генератор и возбудитель; 6—высоковольтная
камера; 7 — контроллер машиниста; в —верхний топливный бпк; S —аккумуляторная батарея: to — бункер задней песочницы: // — нижний топливный бак;
12— главный воздушный резервуар; /5 —тяговый электродвигатель. /4 —щелевой масляный фильтр; /5—бункер передней песочницы; !б — холодильник и
В°ДЫ 11 масла. 17 — вентилятор холодильника, /в —верхние жалюзи: 19 — компенсационный бак водяного охлаждения; 20—привод вентилятора.
д* фрикционная муфта вентилятора; 22— кран вспомогательного тормоза; 23—кран машиниста воздушного тормоза; 24— калорифер отопления кабины
машиниста: 25—mшилогательный топливный насос; 26 — волокнистый топливный фильтр; 27 — вентилятор тяговых электродвигателей; Зв —масляные
волокнистые фильтры
Зак. 346
JiSioimtM огкндным люком и дверью, позволяющим легко осматри-
вав ь и снимать детали с площадки, идущей кругом кожуха. Ка-
бина машиниста, расположенная в задней половине тепловоза,
весьма удобна, светла, снабжена широкими окнами, удобным си-
деньем для машиниста и пультом управления с измерительными
приборами. Зимой она обогревается калорифером, использующим
тепло охлаждающей двигатель воды.
Первый тепловоз серии ТЭ1 был выпущен Харьковским за-
водом в марте 1947 г. После его обкаток и осмотра в Москве завод
построил еще несколько тепловозов этой серии для подробного
испытания их в эксплуатационных условиях.
Тепловозы с № 1 по № 124 имели движущие колеса диаметром
1 014 мм и конструкционную скорость 90 км/ч} на последующих
тепловозах диаметр колес был увеличен до 1 050 лш, а конструк-
ционная скорость тепловоза — до 93 км/ч.
В 1948—1949 гг. партия тепловозов ТЭ1 поступила на Мос-
ковско-Курскую ж. д. (депо Москва-Каланчевская) для опытной
эксплуатационной работы с местными пассажирскими поездами.
Для получения технических, тяговых н других данных о специ-
фических особенностях тепловозов этой серин на опытном кольце
ЦНИИ были проведены подробные испытания.
Полученные в результате испытания тепловоза тяговые и тех-
нические характеристики охватывают все режимы его работы и
дают возможность производить по ним тяговые и экономические
расчеты.
Испытания показали, что нз установленной мощности дизеля —
1 000 л. с. на ободе колес реализуется всего лишь 770 л. с., а осталь-
ные 230 л. с. расходуются на вспомогательные нужды (компрес-
сор, вентиляторы холодильника, тяговых электродвигателей и др.)
и на покрытие потерь в электрических машинах. Кроме того,
полная мощность дизеля используется только в диапазоне ско-
ростей 10—40 км/ч. При других скоростях мощность его снижается.
Происходит это из-за ограничения по возбуждению электродви-
гателей вследствие малых токов. Другими словами, существенным
недостатком тепловозов ТЭ1 является малый диапазон скоростей, прн
которых используется полная мощность дизеля.
Удельный расход топлива, отнесенный к ободу колес при ско-
ростях 10 —35 км/ч, достигает 240 г/л. с. ч, что соответствует к. п. д.
тепловоза на ободе 28%. С увеличением же скорости удельный
расход топлива возрастает, что объясняется неполным исполь-
зованием мощности дизеля на больших скоростях н увеличением
сопротивлений локомотива в целом. Большой сцепиой вес и высокие
значения коэффициента сцепления на малых скоростях позволяют
применять эти тепловозы как в поездной, так и в маневровой
работе.
Создание сразу же после окончания Великой Отечественной
войны, в трудный восстановительный период, тепловоза серии
ТЭ1, который оказался работоспособным и эффективным, было
142
действительно большим событием в жизни тепловозников. Это
было прекрасным началом, за которым вскоре последовало соз-
дание тепловозов новейших конструкций.
Здесь ясно выразились преимущества тепловоза, обладающего
таким видом передачи мощности от двигателя к колесам, при ко-
торой осуществляется автоматическое изменение силы тяги на
ободе в зависимости от нагрузки.
Эксплуатация тепловозов серии ТЭ1 показала, что в зимних
условиях возникают некоторые трудности по уходу за дизель-
генератор ной установкой, трубопроводами и вспомогательным обо-
рудованием (компрессором, аккумуляторной батареей и др.) вслед-
Рис. 87. Тепловоз ТЭ5
ствие того, что все это оборудование покрыто лишь железным
кожухом (капотом), а не расположено в теплом кузове. В 1948 г-
Харьковский завод выпустил два тепловоза, приспособленных для
I работы иа участках с суровым климатом. На этих тепловозах,
обозначенных ТЭ5 (рис. 87), имелся кузов и, кроме того, в отличие
от тепловозов сернн ТЭ1 головная часть находилась со стороны
аккумуляторной батареи, а не со стороны дизеля. Для обогрева
машинного помещения и кабины машиниста при неработаю-
щем дизеле на этих тепловозах были установлены небольшие паро-
I вые котлы. Секции холодильника были снабжены мягкими ка-
потами, навешенными поверх жалюзи. Для защиты тяговых элект-
ро двигате пей от попадания снега всасывающие отверстия снаб-
жены сетчатыми фильтрами, а выхлопные — специальными сетка-
ми. Остальное оборудование на них было таким же, как и на теп-
човозах ТЭ1. Тепловозы серии ТЭ5 первоначально работали
в депо Москва-Пассажи река я бывшей Московс ко-Курской ж. д.,
а затем в депо Няндома Северной ж. д., где зимой 1948/49 г.
были испытаны Всесоюзным научно-исследовательским институ-
том железнодорожного транспорта.
Кроме указанных двух, больше такие тепловозы не строились,
143
так как в середине 1949 г. был прекращен выпуск тепловозов
серии ТЭ1, разновидностью которых оии являлись.
Газогенераторный тепловоз ТЭ1. В 1950 г. ЦНИИ (Н. А.
Фуфрянскнй, А. А. Пойда, П. В. Якобсон) был разработан про-
ект, а затем переделан одни
тепловоз ТЭ1 (рис, 88) для
работы на газе, получаемом
путем газификации (антра-
цита), и жидком топливе, ко-
торое используется для
воспламенения газовоздуш-
ной смеси в цилиндрах и
поддержания номинальной
мощности двигателя прн
ухудшении качества газа.
Газ и воздух подводятся
раздепьно через впускные
клапаны крышек и смеши-
ваются непосредственно в
цилиндрах двигателя, что
позволяет обойтись без спе-
циального смесителя.
Газогенераторная уста-
новка тепловоза ТЭ1 рабо-
тает следующим образом
(рис. 89). Воздух из турбо-
воздуходувки 6 дизеля по-
ступает в воздухораспреде-
литель 5, откуда часть его
по воздушному коллекто-
ру 10 и патрубкам направ-
ляется в цилиндры двигате-
ля, а другая часть по тру-
бе 21— под колосниковую
решетку газогенератора, ку-
да одновременно подводится
пар из пароводяной рубашки
газогенератора.
Газ из газогенератора 1
выходит через центральную
газоотборную головку и по-
ступает в очистители-цикло-
ны 2; затем, пройдя трубча-
тые холодильники 3 и допол-
нительные очистители 4 (тонкой очистки с кольцами Рашига),
попадает к газовому коллектору 11 и направляется в цилиндры
двигателя. На воздушной и газовой трубах 21 и 20 имеются
клапаны 18 с электропневматнческим приводом. Клапаны
144
закрываются при работе иа жидком топливе н открываются при
работе на смешанном топливе.
Воздухораспределитель Б предназначен для направления воз-
духа в газогенератор н в цилиндры двигателя и для регулиро-
вания соотношения количества воздуха в этих двух потолках.
В случае работы двигателя иа одном жидком топливе при помощи
заслонок 19 и электропневматических клапанов воздух направ-
ляется также в коллектор 11.
Заслонка 17 предназначена для автоматического регулирсва-
Рис. 89. Принципиальная схема газогенераторного тепловоза ТЭ1:
/— газогенератор; 2 — циклон; 3—холодильник; 4 —топкий очиститель; 5 —воздухо-
распределитель; 6 — турбовоздуходувка; 7 —воздушная заслонка; fl—форсунка;
5—крышка цилиндра: 10— воздушный коллектор, // — газовый коллектор: /’ — топ-
ливный насос; 13—минимальный упор: 14— максимальный упор; 15 — пружинный
элемент; 16— регулятор числа оборотов; 17— регулирующая заслонка; 18 — пере-
ключающие клапаны; /5 —разделяющая заслонка; 20— газовая труба, 21— воздуш-
ная труба; 22 — вентилятор розжига
ння количества поступающего в двигатель газа в соответствии
с реализуемой мощностью.
Поступающий в цилиндры двигателя газ смешивается с возду-
хом, в конце хода сжатия воспламеняется от порции запального
жидкого топлива н производит работу, а отработавшие газы на-
правляются во впускной коллектор, в турбовоздуходувку и в
атмосферу. Подача обоих видов топлива регулируется имеющим-
ся на двигателе гидравлическим регулятором с приспособлением
его для работы по схеме, предложенной Б. К. Васильевым и
Г. Г. Поповым.
Коэффициент полезного действия газогенераторных теплово-
зов составляет 14—16%, расход жидкого топлива 25—30% по
сравнению с серийными тепловозами.
На основании результатов стендовых и поездных испытаний
первого опытного газогенераторного тепловоза ТЭ1-187 на Улан-
Удэнском заводе были переделаны в 1952 г. еще 5, а затем в 1954 г.
дополнительно 10 тепловозов ТЭ1 и изготовлены для них тендеры
с газогенераторными установками.
10 Зак. 346	145
Итоги длительных исследований н совершенствования конст-
рукции газогенераторных тепловозов, а также опытной эксплу-
атации ЭТИХ ЛОКОМОТИВОВ ПОЗВОЛИЛИ, с одной стороны, выявить
возможность экономии жидкого топлива и, с другой стороны,
определить их недостатки.
Тепловоз ТЭ2 (1948 -1955 гг.). За четыре года четвертой пя-
тилетки тепловозный парк значительно возрос по сравнению с до-
военным временем, а протяженность линий, на которых приме-
нялись тепловозы, увеличилась в 12 раз
Однако мощность тепловоза ТЭ1, получившего в то время
наибольшее распространение на наших железных дорогах, была
недостаточной для освоения постоянно возрастающего грузопо-
тока. В связи с этим возник вопрос о создании более мощного
тепловоза. В решении этого вопроса можно отметить три пред-
ложения, которые широко обсуждались, прежде чем удалось окон-
чательно наметить тнп тепловоза для постройки.
По первому предложению, представленному ЦНИИ, новый ма-
гистральный тепловоз должен иметь большую мощность, чем теп-
ловоз серии ТЭГ, по весовым характеристикам быть на уровне
современных (для того времени) тепловозов, бесперебойно рабо-
тать в условиях как жаркого лета (4 45), так и суровой зимы
(—45е); обеспечивать работу по системе многих единиц; иметь мак-
симум унифицированных узлов и деталей с уже построенными
тепловозами; нагрузка на ось не должна превышать 21 т, так как
новые тепловозы в основном предназначались для работы на
окраинных дорогах со слабыми рельсами.
В итоге исследований ЦНИИ предлагались к постройке 3
варианта нового мощного тепловоза (табл. 6).
При разработке вариантов ЦНИИ сосредоточил особое вни-
мание иа типе н параметрах дизеля, который должен быть при-
менен на том или ином тепловозе.
Цилиндровая мощность дизелей должна быть ПО—120 л. с.г
что определяется размерами цилиндров, при которых возможно
применять поршни без охлаждения. Средняя скорость поршня
7,5—8,5 м/сек, что могло обеспечить длительный срок службы
дизеля (до 25 лет). Удельный вес дизелей не более 10 кг/л, с.
Дизели должны быть четырехтактные с наддувом, что позво-
лило бы с повышением нагрузки на дизель увеличивать зарядку
цилиндров, облегчить температурный режим, иметь меньший удель-
ный вес и бдльший механический к. п. д.
Тепловоз по 1 варианту характеризуется однорядным 8-ци-
линдровым дизелем с наддувом.
Второй вариант интересен был тем, что на тепловозе наме-
чалось установить V-образный 12-цилиндровый дизель с надду-
вом, который в известной степени был уже разработан заводом.
Тепловоз по III варианту имеет такой же дизель, как и по
II, но более форсированный.
146
Таблица 6
Наименование показателей	Вариант		
	1	|	п |		1П
Тип тепловозов .	2(3ф-3о)	2(3„-3„)	
Мощность (по дизелям) в л. с. .	3 000	3 500	2 000
Касательная мощность в л.с. ...	2 300	2 600	1500
Сила тяги при скорости 20 км/ч в кг	28 000	30 000	19000
Вес служебный вл?..	252	253	160
Нагрузка от оси иа рельсы в т . .	21	21	20
Длина по буферам в мм Размеры цилиндров дизеля в мм:	25 720	28 390	16 240
диаметр . .	324	318	317
ход поршня	. .	394	330	330
число оборотов в мин	. .	650	750	750
Мощность иа валу в л. с.	2X1 500	2Х1 700	2000
Удельный вес дизеля в кг/л.с. . 	9	10	9
Способ распиливания топлива .	Предкамер- ный	Струнный	Струйный
Электрическая схема	.... Генераторы постоянного тока;	Лемпа	Лемпа	Лемпа
максимальная сила тока в а .	2000	2000	2000
максимальное напряжение в я . Тяговые электродвигатели:	1050	1 190	1 400
тип ...	ДК-304-А	ДК-304-Л	ДК-304-А
количество	12	12	8 или 6
Диаметр колес в мм 		1 050	1050	1050
Запас топлива на тепловозе в т Пробег без набора воды и топлива	13	16	9
в км 		1 200	1200	1200
Конструкционная скорость в км/ч .	120	120	120
Удельный вес тепловоза в кг/л.с. .	80	75	72
10*
147
В первую очередь предлагалось строить тепловоз мощностью
3 400 л. с. в двух секциях, для чего срочно приступить к разра-
ботке дизеля мощностью 1 700 л. с. с доведением ее в последующем
до 2 000 л. с.
В июне 1947 г. пленум Научно-технического совета МПС,
заслушав и обсудив доклад руководителя тепловозной группы
ЦНИИ канд. техн, наук А. А. Понда «Техническое задание на
проектирование нового тепловоза для железных дорог Союза ССР»,
одобрил предложенные ЦНИИ и рассмотренные Тепловозной комис-
сией НТС основные параметры магистрального перспективного
тепловоза.
Пленум НТС считал необходимым, чтобы Центральное управ-
ление паровозного хозяйства передало техническое задание на
проектирование магистрального тепловоза Министерству транс-
портного машиностроения для разработки технического проекта.
По предложению ЦНИИ предусматривалось первоначально соз-
дать тепловоз мощностью 1 700 л. с., а затем путем соединения
двух таких тепловозов в один получить перспективный тепловоз
мощностью 3 400 л. с. Однако для осуществления этого проекта
потребовалось бы много времени (не менее 5 лет), так как проек-
том предусматривалась совершенно новая конструкция большинства
агрегатов и компоновка тепловоза в целом. А между тем вопрос
об увеличении мощности строящихся тепловозов требовал ско-
рейшего решения.
Поэтому вариант ЦНИИ, несмотря на его заманчивость, не
мог быть практически осуществлен.
Второе предложение (И. И. Николаева и П. В. Якобсона),
представленное в виде эскизного проекта, базировалось на ис-
пользовании уже освоенных промышленностью агрегатов оснастки
и инструмента, а также технической документации и накоплен-
ного конструкторами н производственниками опыта.
По этому предложению намечалось получить тепловоз мощ-
ностью 2 000 л. с. на одной раме путем размещения на ней двух
дизель-генераторных установок с вспомогательным оборудованием
и сделать новую ходовую часть в виде двух четырехосных теле-
жек с электродвигателями на каждой оси (рис. 90). Особого по-
яснения этот вариант не требует.
Возможность такого решения подтверждалась постройкой теп-
ловоза Ээл8 типа 2-5-1, где иа одной раме были смонтированы две
дизель-геиераторные установки по 800 л. с. каждая, т. е. суммар-
ной мощностью 1 600 л. с. Кроме того, построенный в этот период
в США тепловоз Балдвина мощностью 3 000 л. с. также имел на
одной раме две силовые установки.
Однако для размещения двух силовых установок требовались
специальные швеллеры и, кроме того, необходимо было спроек-
тировать и построить специальные четырехосные тележки. Все
это ие позволило осуществить предложенный вариант.
Третье предложение и соответствующий проект тепловоза, раз-
148	’
149
работанный Харьковским заводом (М. Н. Щукин, А. А. Кирнарс-
кий, Н. Д. Вернер, П. М. Тихонов), заключалось в создании теп-
ловоза из двух одинаковых секций. Такой вариант базировался
на опыте постройки в нашей стране двухсекционного тепловоза
ВМ типа 2-4о-1 + 1-4о-2 мощностью 2 400 л. с. и находил свое
подтверждение в практике США, где тепловозы строятся преиму-
щественно секционными (две, три и даже четыре секции состав-
ляют один тепловоз).
Вариант Харьковского завода после длительного обсуждения
его тепловозниками был принят для осуществления. Это дало
возможность в кратчайший срок создать тепловоз серии ТЭ2,
Рис. 91. Тепловоз ТЭ2
который по конструкции, тягово-теплотехническим и эксплуата-
ционным качествам оказался удачным, работоспособным и эко-
номичным локомотивом. Появление на наших железных дорогах
тепловозов серии ТЭ2 мощностью 2000 л. с. (1949 г.), несомненно,
было большим событием в истории советского тепловозостроения.
Тепловоз ТЭ2 (рис. 91 и 92) представляет собой соединение
двух одинаковых секций, управляемых с одного поста. Каждая
секция оборудована дизель-генераторной установкой, тяговыми
электродвигателями и вспомогательными механизмами, которые
устанавливались на серийных тепловозах ТЭ1.
Благодаря удачной конструкции экипажной части ив 1,5
раза меньшему количеству тяговых электродвигателей тепловоз
серии ТЭ2 по сравнению с двумя тепловозами серии ТЭ1 оказался
иа 73 т легче и на 10 м короче. Вес тепловоза сернн ТЭ2 состав-
ляет 85 кг!л. с. против 120 кг/л. с. тепловоза ТЭ1.
На тепловозе применено так называемое дистанционное уп-
равление, которое позволяет управлять аппаратами двух секций
тепловоза с одного поста.
150
151
Электрическая схема и электрооборудование обеих секций со-
вершенно одинаковы. Секции сцеплены между собой так, что
кабины машиниста находятся по концам сдвоенного тепловоза.
Силовые цепи секций между собой электрически не связаны.
Электродвигатели каждой тележки постоянно соединены последова-
тельно. Так же, как на тепловозе серии ТЭ1, схема предусматривает
автоматическое переключение электродвигателей на последователь-
но-параллельное соединение, автоматический переход с полного
поля на ослабленное и с ослабленного на полное при последова-
тельно-параллельном соединеннн. На тепловозах ТЭ2 серийного
выпуска установлено измененное по сравнению с тепловозом
серии ТЭ1 шунтирующее сопротивление электродвигателей, соот-
ветствующее коэффициенту ослабления поля 0,42.
Схема возбуждения генератора и возбудителя с расщеплен-
ными полюсами сохранена такой же, как на тепловозе ТЭ1, с тем
лишь различием, что число ступеней изменения сопротивления
в цепи возбуждения возбудителя при пуске тепловоза увеличено
с одной до двух. В связи с этим в схему добавлено реле управления.
Была улучшена также конструкция холодильников, применено
электропневматическое управление вентилятором и жалюзи холо-
дильников. Для привода вентилятора применен специальный ре-
дуктор вместо ременной передачи на тепловозах серин ТЭ1. Фрик-
ционная муфта вентилятора управляется с поста машиниста при
помощи электропневматического клапана. Интересным в конст-
рукции тепловоза серии ТЭ2 является утепленный кузов тепло-
воза с кабиной для машиниста, которая отделена от помещения
дизеля.
С поста управления, расположенного в передней части тепло-
воза, обеспечиваются хорошая видимость н контроль за работой
силовых агрегатов тепловоза.
Для проведения всесторонних эксплуатационных и тягово-
теплотехнических испытаний тепловоза ТЭ2 была создана между-
ведомственная комиссия в составе представителей Централь-
ного тепловозного отдела МПС, Министерства транспортного ма-
шиностроения, Всесоюзного научно-исследовательского института
МПС, представителей электропромышленности и заводов-строи-
телей.
Первые эксплуатационные испытания, проведенные иа участке
Люблине — Тула, показали, что расход условного топлива те#р
ловозом составлял 44 кг и в обратном направлении с поездам.*
весом 2 400 т — 35 кг на 10 000 ткм брутто. Расход топлива ь.
пассажирских поездах составлял 53 кг условного топлива на 10 г
ткм брутто. Во время испытаний был выявлен ряд недостаткоь,
наиболее серьезными из которых являются: несовпадение мощ-
ности отдельных секций тепловоза, достигавшее при малых нац
грузках 2О°о, в результате чего коэффициент мощности тепловоза
снижался до 90%, ненормальные разбеги осей, что вызывало не-
спокойный ход тепловоз?, и др.
152
Второй этап испытаний — взвешивание тепловоза, произведен-
ное после пробега 19 190 км, показал, что общий вес тепловоза
в груженом состоянии 170 т, т. е. был в пределах заданного
(166 т ± 3%).
На третьем этапе испытаний снимались тяговые характери-
стики на опытном кольце ЦНИИ, на основании которых можно-
считать, что по своим тяговым данным тепловоз серии ТЭ2 эк-
вивалентен паровозу серин Л при форсировке г = 55 кг/лРч. При
трогании с места касательная сила тяги тепловоза серии ТЭ2 выше,
чем у паровозов любых серий.
Четвертый этап испытаний сводился к проверке работы теп-
ловоза в районах с высокими температурами наружного воздуха
(на Ташкентской и Ашхабадской дорогах). Несмотря на сильные
ветры, пыль и высокую температуру воздуха, тепловоз серин ТЭ2
работал нормально.
Во время испытаний дополнительно проверялся нагрев электри-
ческих машин. Температура коллекторов генераторов, а также
тяговых электродвигателей ие превосходила предельной (установ-
ленной нормами). Была отмечена неравномерность нагрузки си-
ловых установок отдельных секций тепловоза в зонах перехода
с последовательного на последовательно-параллельное соединение
и при включении н выключении шунтировки поля электродвига-
телей. Это обстоятельство вызывает необходимость подбора аг-
регатов силовой установки с более близкими друг к другу ха-
рактеристиками, которые обеспечили бы равенство их мощно-
стей.
В результате всестороннего испытания двух первых опыт-
ных тепловозов ТЭ2 в течение года представилось возможным
сделать вывод, что конструкция тепловоза серии ТЭ2 в основном
оказалась удачной.
Комиссия, созданная указанными выше министерствами, реко-
мендовала принять тепловоз ТЭ2 для серийной постройки, пред-
ложив устранить вибрацию кузова, неравномерность нагрузки
силовых установок отдельных секций, повышенные зазоры в опор-
ных пятах и разбеги колесных пар, недостаточность вентиляции
генераторов, слабое крепление высоковольтной камеры и тру-
бопроводов, невозможность пуска обоих дизелей с одного поста
и др.
’’В 1950 г. на Харьковском заводе была начата постройка опыт-
?<5й партии тепловозов в количестве 35 единиц, а в январе 1951 г.
был начат их серийный выпуск. Тепловозы этого типа строились
Р’конца 1955 г., когда выпуск их в связи с переходом на тепло-
возы ТЭЗ был прекращен.
За создание конструкции и организацию серийного выпуска
магистральных тепловозов ТЭ2 были удостоены Сталинской пре-
мии за 1951 г. инженеры А. А. Кирнарский, Е. А. Артнзанов,
А. М. Хрычиков, П. П. Севенко, С. Н. Махоиии, В. И. Иванов,
П. В. Якобсон.
153
Эксплуатация тепловозов ТЭ2 показала, что ряд их узлов
может быть значительно улучшен. Так, мощность дизеля может
быть увеличена повышением давления поддува. Это дает возмож-
ность повысить скорость движения поездов, обслуживаемых теп-
ловозами ТЭ2, на 12—15%. На Харьковском тепловозостроитель-
Рис. 93. Установка на тепловозе для повышенного наддува:
1—турбовоздуходувки; 2 — трехдыриый конус; 3—трубки; 4 — диффузор; Б~б— кол-
лекторы воздухоохладителя; 7 н в— патрубки
ном заводе проведены работы по повышению мощности дизеля
Д50, при этом в конструкцию его внесены следующие изменения
(рнс. 93):
уменьшен наружный диаметр ротора турбины турбовоздухо-
дувки (с 378,9 до 370,9 uri] и сечение соплового и лопаточного
аппаратов, что позволило повысить давление наддувочного воз-
духа до 0,5 ат;
введено охлаждение наддувочного воздуха, позволившее по-
высить весовой заряд воздуха, поступающего в дизель;
J54
изменен профиль выпускных кулачков распределительного вала,
что благодаря большому одновременному открытию выпускных
и впускных клапанов улучшило продувку цилиндров;
уменьшен внутреиннй диаметр выпускных коллекторов (со
150 до 130 мм), что дополнительно улучшило наддув, позволило
увеличить изоляционный слон и привело к понижению темпера-
туры наружной поверхности коллектора.
Приведенные ЦНИИ обстоятельные испытания дизеля Д50 с
повышенным наддувом на стенде и в поездной работе на тепловозе
ТЭ2-330, на котором был установлен усовершенствованный ди-
зель, дают возможность оценить эффективность такой модерни-
зации тепловоза. Наддув дизеля Д50 (получившего марку Д55)
Рис. 94. Электрическая схема тепловоза ТЭ2 с электромашинным усили-
телем:
J — электромашннный усилитель; 2 3. 16. 17—обмотки управления; 4— возбудитель;
S — генератор; б — 7 — контакторы силовой цепи; в—тяговые двигатели; 9 — контак-
торы ослабления поля; 10. 12, 13. 1б — сопротивления; 11—селеновый выпрямитель;
14 — тахогенератор
увеличил мощность дизель-генераторной установки на 80—90 кет
без повышения теплонапряженности дизеля. Одиако эту мощность
дизеля (около 680 кет иа клеммах генератора) можно реализовать
только при сравнительно низких температурах обмотки возбуж-
дения главного генератора (70—80°), поэтому необходимо уси-
лить его вентиляцию.
Вторым мероприятием по улучшению тяговых свойств тепло-
воза серин ТЭ2 (в известной степени это относится и к тепловозу
серии ТЭ1) нужно считать улучшение его электрической схемы.
Существенным недостатком этих тепловозов является малый диа-
пазон скоростей, при котором используется полная мощность
дизеля. Улучшения характеристики тепловоза при тех же пара-
метрах электрических машин можно добиться несколькими спо-
собами, из которых наиболее простым является более глубокое
ослабление магнитного поля тяговых электродвигателей. При-
155
1
меиеиие более ослабленного поля позволит использовать полную
мощность дизеля до скорости 45—60 км!ч.
Модернизацию электрической схемы тепловоза ТЭ2 предлага-
лось осуществить различными путями. В 1950—1953 гг. Е.Я. Гак-
кель для автоматического регулирования энергетической цепи
тепловоза использовала специальную многообмоточную машину
постоянного тока — электромашииный усилитель с поперечным
полем (амплидин). Преимущества электромашиниого усилителя по
рис. 95. Регулятор мощности вибрационного типа:
1—вал привода топливных насосов; 2— рычаг замыкателя: S—под-
вижный контакт; 4 — неподвижный контакт; Б — конденсатор; 6 —
дополнительное сопротивление; 7—постоянное сопротивление; fi — не-
зависимое возбуждение воабудителв: 9 — возбудитель; 10—генератор;
И—вспомогательный генератор
сравнению с серийным возбудителем состоят в том, что он имеет
большой коэффициент усиления и высокую степень чуствительности.
Схема (рис. 94) была проверена иа стенде ЛИИЖТа, а также
иа тепловозах ТЭ1 и ТЭ2 в нормальных эксплуатационных усло-
виях и показала хорошие результаты-
Следующим, практически себя оправдавшим предложением был
регулятор мощности вибрационного типа (предложение сотруд-
ников ЦНИИ МПС Т- Н Хохлова, Е. В. Платонова и В. А.
Равича), который является органом дополнительного регулирова-
ния (рис. 95) и предусматривает наличие возбудителя с расщеп-
ленными полюсами.
Регулятор мощности, связанный непосредственно с валом при-
вода топливных насосов, является наиболее простой системой
регулирования, обеспечивающей достаточно высокую точность ре-
гулировки. Ои состоит из контактного приспособления 3—4 и
конденсатора 5. При размыкании контактов 3—4 электрическое
сопротивление цепи обмотки независимого возбуждения изменяет
ток в цепи возбудителя.
Регуляторы мощности вибрационного типа в настоящее время
применены на тепловозах серий ТЭ1 и ТЭ2.
J5R
Газогенераторный тепловоз ТЭ4 (1951—1956 гг.). В начале
1953 г. Харьковский завод по заданию Министерства путей сооб-
щения выпустил газогенераторный тепловоз ТЭ4 (рис. 96), соз-
данный иа базе двухсекционного тепловоза ТЭ2 мощностью 2 000 л. с.
Газогеиераторная установка (рис. 97) расположена иа отдельной
секции.
Газогенератор, работающий по прямому процессу, установлен
посредине рамы и скреплен болтами с нижним поясом ее. С пра-
вой и левой стороны газогенератора установлено по два первичных
очистителя циклонного типа, соединенных с газогенератором тру-
бами- Из газогенератора газ двуми параллельными потоками по-
ступает в систему очистителей и охладителей. Колосниковая ре-
шетка газогенератора вращается электродвигателем. Воздух в шахту
подается турбовоздуходувкой двигателей тепловоза, причем при-
мерно 70% воздуха идет непосредственно в цилиндры двигателей,
а 30% в генератор. В зависимости от реализуемой мощности ко-
личество воздуха, поступающего в газогенератор, изменяется ав-
томатически. Конструкция газогенератора в значительной степени
аналогична конструкции, примененной иа газогенераторных тепло-
возах ТЭ1 Запас топлива, рассчитанный на пробег тепловоза
без набора топлива 300—350 км, находится в бункере, расположен-
ном над шахтой газогенератора. Питание шахты углем, а также
удаление шлака с колосниковой решетки в кармане зольника
производятся автоматически.
В качестве топлива применяется антрацит марки AM.
На тепловозе применен дизель Д55, который отличается от
дизеля Д50 конструкцией отдельных узлов. Здесь установлена
турбовоздуходувка с двумя ступенями давления: после I ступени
сжатия часть воздуха поступает в цилиндры дизеля (наддув),
а другая его часть дополнительно сжимается во II ступени, откуда
направляется в шахту на газификацию. Благодаря повышенному
давлению рабочего воздуха и улучшению конструкции силового
аппарата турбовоздуходувки значительно улучшился рабочий про-
цесс всей силовой установки тепловоза. Турбовоздуходувка снаб-
жена воздухоохладителем.
РД Переход на смешанное топливо и обратно производится пе-
реключением двух клапанов — газового и воздушного, имеющих
сблокированный дистанционный электропиевматический привод. Пе-
реключение производится машинистом с поста управления.
Для снижения инерции газогенератора после стоянок, когда
генератор должен быстро выдавать газ, включается вентилятор
розжига.
После первых обкаточных поездок с поездами иа участке
Харьков — Основа Южной ж. д. на экспериментальном кольце
ЦНИИ МПС были произведены тягово-теплотехнические испыта-
ния тепловоза.
При работе иа смешанном топливе дизели тепловоза устойчиво
развивали мощность, реализуемую на обычном тепловозе ТЭ2.
157

Теплотворная способность газа доходила до 1 200—1 250 ккал/м9.
При трогании с места и при изменении мощности нормальный
процесс быстро восстанавливался (1—5 мин). В отличие от гене-
раторных тепловозов ТЭ1 тепловоз ТЭ4 устойчиво работал на
смешанном топливе, расходуй 89?<i твердого и 11% жидкого топ-
лива. При переходных режимах величина присадки жидкого топ-
лива увеличивалась. Расход воды на газификацию при испыта-
ниях составлял 1,5 л на 1 кг сожженного антрацита. Коэффициент
полезного действия тепловоза составлял 16,2%, н в поездной ра-
боте не падал ниже 13%. После окончания испытаний иа эксплуа-
тационном кольце тепловоз в конце 1953 г. был направлен на При-
волжскую ж. д., где работал с поездами в обычных эксплуатацион-
ных условиях. После пробега 26 000 км потребовалось устранить
ряд недостатков — загазованность машинных помещений, неудовлет-
ворительная работа иасосов жидкого топлива и регулятора паро-
смеси, недостаточность охлаждения газа, преждевременные вспышки
и стуки в цилиндрах, трещины в нижнем опорном листе и др.
Тепловоз был возвращен на Харьковский завод, где простоял
до 1956 г. В августе 1956 г. после повторных реостатных и поезд-
ных испытаний на опытном кольце ЦНИИ он поступил в депо
Верхний Баскунчак Приволжской ж. д. для опытной эксплуатации.
В результате испытаний было выявлено, что расход жидкого
топлива в условном исчислении за весь период испытаний в сред-
нем составил 27,9% (колеблясь от 16 до 38%) от установленных
норм для серийных тепловозов. С увеличением веса поезда расход
жидкого топлива иа измеритель снижался.
Средний расход твердого топлива составил 58 кг на измери-
тель (104 ткм брутто). Средний суммарный расход топлива (твер-
дое и жидкое) составил 68,15 кг на 104 ткм брутто. Коэффициент
полезного действия тепловоза ТЭ4 за период поездных испытаний
Составлял 13—16%. Основные характеристики газогенераторных
тепловозов ТЭ1 и ТЭ4 приведены в табл. 7.
Создание мощного тепловоза ТЭЗ(1950—1955 г.). Опыт эксплуа
тации тепловозов ТЭ1 и ТЭ2 на грузоиапряженных участках ряда
дорог дал положительные результаты: снизилась себестоимость
перевозок, повысилась пропускная способность, увеличились ве-
совые нормы грузовых поездов.
Учитывая, что дальнейшее внедрение тепловозной тяги на особо
грузонапряжениых линиях потребует более мощных тепловозов,
способных водить поезда весом до 4 000 т на участках с тяжелым
профилем пути, Харьковский тепловозостроительный завод со-
вместно с Харьковским заводом тепловозного электрооборудования
создал магистральный тепловоз ТЭЗ с электрической передачей,
мощностью 2 000 л. с. в одной секции и 4 000 л. с. в сдвоенном
виде при управлении таким тепловозом с одного поста.
Мысль о постройке такого мощного тепловоза зародилась у
конструкторов Харьковского завода еще в 1948 г. Тогда же, в
159
- - электропровода.
Рис. 97. Схема газогенераторной установки тепловоза ТЭ4
160
Таблица 7
Наименование	Тепловоз ТЭ(	Тепловоз ТЭ4
Мощность дизелей в л. с.	1 000	2000
Осевая формула 		(2„-2„) 1(2-2)	(2, ,-2„)+(2-2) +(2„-2„)	
Полная длина тепловоза с газогене-		
раторноп секцией между осями го-		
ловок автосцепки в мм .... Общий вес тепловоза в рабочем со- стоянии в т	*		28 892	36 370
	194	262
Количество силовых секции ...	1	2
»	дизелей иа тепловозе	1	2
Глп дизеля 		Д50	Д55
Число цилиндров	 Вес силовой секции с запасами топ-	6	6
лива, смазки, воды, песка в т . Общий вес газогенераторной секции	124	2X87
в рабочем состоянии в т	70	88
Запас топлива в т ....	5	6.5
Запас воды в т . .	5	5
Тип газогенератора	Прямого процесса газификации с су- хим механическим шлакоудалением	
Диаметр шахты в мм (внутренний) Производительность по сухому газу	1200	1 750
в кма/ч	  .......	1 200	2 620
Тип очистителя газа	Циклон с внутренним диаметром	
	350 мм	
1пп холодильника .	Воздушный, труб-	Воздушный, труб-
	чатни с естествен-	чатый с принуди-
	ной конвекцией	тельным охлаж-
	охлаждающего	дением
Наружная поверхность охлаждения	воздуха	
в л»’		96	125
соответствии с решением правительства, заводы электро промыш-
ленности приступили к созданию электрооборудования для этого
1еиловоза.
Разработка проекта генератора и тяговых электродвигателей
шла очень медленно, так как при создании новых образцов элект-
рических машин нужно было учесть все недостатки конструкции,
которые был» обнаружены иа электрооборудовании тепловозов
предыдущих типов, и найти новые, более прогрессивные решения.
Для изучения конструкции дизеля на Харьковском заводе
в 1950 г. был построен опытный одноцилиндровый отсек.
В марте 1952 г. Министерство путей сообщения совместно
с министерствами транспортного машиностроения и электропро-
мышленности разработало техническое задание на проектирование
тепловоза мощностью 2 000 л. с. в одной секции. Пленум Научно-
технического совета МПС в августе 1952 г. одобрил проект Харь-
11 Зак. 346	161
конского тепловозостроительного завода при условии введения
некоторых изменений и дополнений н признал целесообразным
построить два опытных тепловоза ТЭЗ с целью тщательного изу-
чения их.
В результате большого творческого труда работников Харь-
ковского тепловозостроительного завода и завода ХЭТЗ в корот-
кий срок был создан тепловоз ТЭЗ. Первая секция тепловоза ТЭЗ-001
построена в 1953 г., а вторая ТЭЗ-002 в 1954 г.
Тепловоз серии ТЭЗ (рис. 98, 99) имеет две трехосные тележ-
ки, на которые через четыре опоры, концентрично расположен-
ные вокруг центрального шкворня, опирается главная рама, не-
Рис. 98. Двухсекционный тепловоз ТЭЗ
сущая силовую установку и вспомогательное оборудование. Опо-
ры тележек размещены непосредственно над рессорами на сварных
полых боковинах рамы, что позволило уменьшить вес между-
рамного крепления. Каждая опора состоит из корпуса, двух плит
и двух роликов.
Верхняя плита, имеющая шаровую пяту, перемещается по ниж-
ней в направлении, перпендикулярном оси роликов, а нижняя
плита, лежащая иа роликах, перекатывается на последних. Так
как нижняя поверхность плиты и внутренняя поверхность кор-
пуса имеют наклонные плоскости, то при перекатывании возни-
кают силы, возвращающие тележку в исходное положение (вдоль
продольной оси тепловоза).
Кабина машиниста представляет собой светлое, просторное
помещение, охлаждаемое летом и обогреваемое зимой, с хорошим
обзором, в ней расположен удобный пульт управления с прибо-
рами контроля и управления дизелем.
Тепловоз имеет кузов и снабжен автоматически работающим
подогревательным котлом. Нагретая в котле вода служит для
поддержания зимой заданной температуры масла и топлива при
162
Рис. 100. Поперечный разрез дизеля 2Д100 по десятому цилиндру
П
163
Рис. 99. Схема
J —главный генератор: 2—заборный патрубок для воздуха, охлаждающего главный
генератор, 3—дизель: 4—выпускные коллекторы (два); 5 —глушители (два); 6 — вен-
тилнтор для проветривания кузова: 7—вентиляторное колесо холодильника; 8— кар-
ДПШН4Й вал; 9—конический редуктор привода вентилятора холодильника; 10—ме-
ханизм включения вентилятора холодильника; // — секция холодильника; 12— фильтр
грубой очистки масла: 13—тяговые электродвигатели; 14—фильтр тонкой очистки
мп-ла; 15 —воздушный компрессор; 16"редуктор привода компрессора, вентилято-
ра видпик тяговых электродвигателей н вентилятора холодильника (распредели-
ли 346
тепловоза ТЭЗ:
тельный редуктор); 17—масляный насос: 1В— топливный бак: 19—воздушный резер-
вуар емкостью 375 л; 20—аккумуляторная батарея (по четыре ящика на четыре
батареи с каждой стороны тепловоза).] 21 — редуктор привода двухмашинного агре-
гата. вентилятора передних тяговых клектродвмгателей и тахогенератора (перед-
ний редуктор); 22—вентилятор передних тяговых электродвигателей; 23— сиденье
машиниста: 24— двухмашинный агрегат; 25 —контроллер управления; 26—вентиля-
тор задних тяговых электродвигателей: 27—маслоподогреватель и топливоподог-
реватель (подогреватели расположены одни вад другим); 28— котел обогрева
неработающем дизеле. Летом машинное помещение вентилируется
специальным электровентилятором.
Силовая установка тепловоза состоит из вертикального 10-ци-
лнндрового, двухтактного, бескомпрессорного дизеля марки 2Д100
с непосредственным впрыском топлива и прямоточной продувкой
(рис. 100). Дизель имеет сварной цилиндровый блок, два чугун-
ных литых коленчатых вала, десять вертикально расположенных
в один ряд цилиндров с противоположно движущимися порш-
нями. Верхний коленчатый вал соединен зубчатыми колесами с
воздуходувкой и двумя распределительными валами топливных
насосов. Верхний и нижний коленчатые валы связаны так на-
Рис. 101. Упрощенная принципиальная электрическая схема тепловоза ТЭЗ:
ТЦ—тяговые электродвигатели: Г —генератор; П. Н. К и ДИ — обмотки возбужде-
ния генератора: В —возбудитель: РВ. ПВ. НВ. ШВ, СВ и ДВ— обмотки возбуждения
возбудителей; Б, ВГ. Д1, Д2. КВ. HI. П2.ПЗ. ШI — IHfj —контакторы; РУ/. РУ2.
РУ 5, РУ 6. РУН — реле управления. Р—реле обратного тока: АВ— аварийный выключа-
тель; ВГ—вспомогательный генератор; PH — регулятор напряжения; Г/, Т2 — тахо-
генераторы; Bl, В2—селеновые выпрямители: ОМ1-6, ОМ2-3. ОМ4-5—отключателн
тяговых двигателей
зываемой вертикальной передачей, состоящей из двух коротких
вертикальных валов, упругой пружинной муфты и конических
шестерен. Коленчатые валы вращаются шатунами соответствующих
поршней, причем верхние поршни управляют впуском воздуха
в цилиндр, а нижние — выпуском газов, открывая или закрывая
продувочные окна цилиндровых гильз. На каждую гильзу напрес-
сована стальиаи рубашка, в которой циркулирует охлаждающая
вода. Поршни охлаждаются маслом, подводимым через отверстие
в головках шатунов.
Дизель соединен полужесткой пластинчатой муфтой с генера-
тором. В задней части тепловоза размещен компрессор с приводом
от коленчатого вала через редуктор с гидравлической муфтой;
через этот же редуктор приводятся в действие вертикальный вал
вентилятора холодильника и вентилятор для продувки тяговых
электродвигателей задней тележки.
На тепловозе серии ТЭЗ применена электрическая передача с авто-
Ш4
магическим регулированием при помощи специального возбуди-
теля с расщепленными полюсами (рис. 101). Тяговые электро-
двигатели постоянно соединены в три параллельные группы по
два двигателя последовательно. Схема предусматривает две сту-
пени ослабления поля: до 53 и 35%. Автоматическое управление
тепловозом осуществляется посредством саморегулирования гене-
ратора с возбудителем и автоматического регулирования мощ-
ности тяговых электродвигателей. Для изменения мощности ди-
че ч я па тепловозе предусмотрен контроллер управления, глав-
ная рукоятка которого имеет шестнадцать положений. На XV—
XVI положениях реализуется номинальная мощность дизеля
2 000 л. с., на остальных мощность соответственно уменьшается.
В схеме предусмотрено дополнительное регулирование воз-
буждения посредством тахогенератора и дополнительной регу-
лировочной обмотки. Такая схема дает возможность полностью
использовать мощность дизеля при различных температурах об-
моток возбуждения генератора. Для улучшения пусковой харак-
теристики тепловоза применен также узел регулирования пуско-
вого тока.
Таблица 8
Наименование показателей
Мощность силовой установки в л. с
Количество движущих осей и элек
тродвигателеи . . .
Вес служебный в т .
Все в кг!л. с. . ...............
Длина по осям автосцепок в м .
Максимальная скорость в км/ч
Тип тележек ....................
Сили тяги в т:
прн о = 20 км/ч.................
» о = 70 »	............
Вес в т поезда на подъеме 9°/П0
и рн и = 20 км/ч................
Коэффициент полезного действия
Пробег тепловоза в км с составом
I 750 т без набора:
воды .	...
топлива	...
Сдвоен- ный теп- ловоз серии ТЭ1	Двухсек- ционный тепловоз серии ТЭ2	Газогене- раторный тепловоз ТЭ4	Двухсек- ционный тепловое серии ТЭЗ
2Х1 000=	2X1 000=	2Х 1 000=	2X2 000=
=2 000	=2000	=2000	=4 000
12	8	8*	12
245	170	250	252
122,5	85	125	63
32,8	23,895	36.37	33,948
93	93	93	100
Трех-	Двух-	Двух-	Трех-
осные	осные	осные	осные
20 000	20000	20000	40 400
2200	5 200	5 200	10600
1 600	1 750	1 650	2 500
28	28	19	29
10000	10 000	400	10 000
1 250	900	500	—
* Полисе количество осей — 12.
165
В табл. 8 приведены основные показатели тепловозов, построен-
ных в СССР в послевоенный период, сравнивая которые, можно
убедиться, насколько быстро развивается отечественное тепловозо-
строение.
В процессе эксплуатации тепловозов ТЭЗ наблюдались повреж-
дения блоков дизелей 2Д100, особенно в начальный период. Ис-
пытание блоков иа вибрацию в лабораторных условиях дало воз-
можность выяснить распределение усилий и изгибающих моментов
в основных элементах блока, В результате соответствующих Меро-
приятий по улучшению технологии сварки выход из строя блоков
дизеля 2Д100 был резко снижен. Большую работу в этом отноше-
нии провели научные работники ЦНИИ П. Н. Дорохин, В. А. Кры-
лов, В. Г. Резаков.
На поршнях дизеля 2Д100 часто появлялись трещины как
в днище поршня, так и на цилиндрической части против первого
ручья. Основными причинами преждевременного выхода из строя
поршней являлись, как было установлено исследованиями Р. А. На-
сырова и П. М. Егунова, недостаточное охлаждение их мас-
лом, в результате чего на внутренней поверхности накапливался
нагар, резко ухудшающий охлаждение. Возникла необходимость
повысить производительность масляного иасоса, что и выполняется
заводом в настоящее время.
Большим недостатком было, да остается в известной степени
и в настоящее время, разжижение масла вследствие попадания
в него несгоревшего в цилиндрах топлива при малых числах обо-
ротов. Изучение этого вопроса позволило дать ряд предложений.
В частности, было рекомендовано устаиовку топливных насосов
на двигатель производить путем подбора их по градациям подачи,
что должно производиться при испытаниях плунжерных пар
(А. Н. Гуревич) и др. В зимних условиях (при низких температурах
наружного воздуха) имелись обрывы трубок масляных секций
холодильника и нестабильность температур масла и воды.
Для улучшения работы холодильника тепловоза была повышена
предельная температура охлаждающей воды в дизеле 2Д100 до
90—92° С и понижена предельная температура масла с 83 до 75° С.
В зимних условиях была рекомендована и проверена в эксплуа-
тации (Е. Я. Рогачевым) рециркуляция части теплого воздуха
в системе секции холодильников.
При тягово-теплотехнических и эксплуатационных испытаниях
тепловоза ТЭЗ было выявлено, что использовать полную мощность
дизеля на тепловозе возможно только до скорости 60—70 км/ч.
Произведенные Б. Г. Каменецким исследования работы электро-
двигателей ЭДТ-200 показали, что при более глубоком (до 25%)
ослаблении поля возможно использовать полную мощность дизеля
во всем диапазоне скоростей вплоть до 100 км/ч.
Это мероприятие значительно улучшило тяговые качества теп-
ловоза. Для обеспечения реализации полной мощности дизеля
при всех режимах работы силовой установки, возможных в эксплуа-
166
тацни, и доя исключения случаев, когда вследствие перегрузки
генератора (особенно зимой) дизель не может реализовать такую
нагрузку, Е. В. Платоновым, В. А. Равичем и Т. Н. Хохловым
рекомендован вибрационный регулятор мощности. В настоящее
время регуляторы подобной системы применяются иа тепловозах
ТЭЗ.
За последнее время значительно улучшены динамические ха-
рактеристики тепловозов. На основании результатов динамических
испытаний тепловоза ТЭЗ, произведенных В НИТИ и путеиспыта-
тельиой лабораторией ЦНИИ МПС, было рекомендовано приме-
нять большие разбеги осей, уменьшить угол наклона плит опор-
но-направляющих устройств между рамой тележки и кузова,
ввести менее жесткое подвешивание и пружинные упоры иа край-
них осях тележек.
Пассажирский тепловоз ТЭ7 (1955—1957 гг.). Двухсекционный
тепловоз ТЭ7, построенный Харьковским заводом в конце 1956 г.
и предназначенный для вождения пассажирских поездов весом
1 000- 1 100 т со скоростями до 140 км/ч, является модификацией
магистрального грузового тепловоза серии ТЭЗ, от которого он
отличается передаточным числом тягового редуктора (иа ТЭ7—
2,54, на ТЭЗ—4,41). Это позволило повысить конструкционную
скорость без изменения скоростного режима тяговых электродви-
гателей.
Для улучшения воздействия на путь в кривых на тепловозе
серии ТЭ7 изменены углы наклона плит (2°) в возвращающих
устройствах тележки и разбеги букс иа осях (6—14—6 мм), а
также плечи горизонта льных рычагов для увеличения иажатия
тормозных колодок в тормозной рычажной передаче.
Для подробного изучения этого тепловоза как скоростного
локомотива в начале 1957 г. коллективом научных сотрудников
ЦНИИ совместно с работниками Харьковского завода, МПС и
Октябрьской ж. д. были произведены тягово-эксплуатационные
испытания тепловоза иа Октябрьской ж. д.
Опытные поездки совершались между Ленинградом и Москвой
с 14 января по 7 февраля. Наибольшая скорость движения со-
ставом 1010 т, при движении от Завидово к Клину составляла
119 км/ч, при движении от Клина к Завидово — 129 км/ч. Даже
на перегоне Покровка —Клин, имеющем уклон 5°/оо, максималь-
ная скорость поезда была только 134 км/ч.
Из этого видно, что при мощности дизелей 4 000 л. с. на пере-
гонах Клин — Решетникове — Завидово в обоих направлениях с
составом весом 1 010m, а тем более с составом весом I 100 т нельзя
развить скорость 140 км/ч.
В последующих поездках с составом меньшего веса (900—783 т)
скорость 140 км/ч была реализована неоднократно.
Общий пробег опытного тепловоза за время испытаний соста-
вил около 8000 км. Дизель при этом проработал 90 ч, из них иа XVI
положении рукоятки контроллера — около 50 ч, на холостом
167
ходу — около 20 ч, остальное время — на промежуточных поло-
жениях рукоятки контроллера, главным образом на VI, VIII и X.
Дизели 2Д100 в течение всех испытаний работали нормально.
Следует, однако, отметить, что в этих кратковременных испыта-
ниях проявились некоторые из недостатков дизеля 2Д100, выяв-
ленных ранее по опыту эксплуатации тепловозов ТЭЗ на ряде
дорог,—интенсивное разжижение дизельного масла, зависание плун-
жера топливного насоса во втулке.
Работа и состояние электрических машин и, в частности, тя-
говых электродвигателей за время испытании были в основном
удовлетворител ьными.
Узел автоматического регулирования мощности (АРМ) на теп-
ловозе ТЭ7 конструктивно оказался недоработанным. Главным не-
достатком было постепенное уменьшение тока в регулировочной
обмотке возбудителей и, как следствие, падение мощности дизель-
генераторных установок. Для поддержания мощности на необхо-
димом уровне во время опытных поездок часто приходилось ре-
гулировать сопротивление вручную.
В результате неудовлетворительной работы АРМ во время
опытных поездок песнихронность мощности генераторных уста-
новок по секциям достигала 70 л. с., что составляет около 6%.
Средний за все опытные поездки удельный расход дизельного
топлива составил 180 г!л. с. ч. Тормозное оборудование тепловоза
ТЭ7 не удовлетворяет, как это показали испытания, требованиям,
предъявленным к скоростному пассажирскому локомотиву, вследст-
вие чрезмерно большого времени наполнения и опоражнивания
тормозных цилиндров и недостаточного расчетного нажатия ко-
лодок. Вследствие этого длина тормозного пути одиночного тепло-
воза на площадке при конструкционной скорости 140 км/ч состав-
ляет 1 520 м. Также чрезвычайно большими оказались тормозные
пути при движении локомотива с поездом. В результате такой
проверки автотормозное отделение ЦНИИ предложило заводу про-
вести ряд мероприятий, осуществление которых позволит сущест-
венно улучшить эффективность тормозов. Независимо от этого
необходимо тепловозы серии ТЭ7 оборудовать устройством для
реостатио го торможени я.
В настоящее время партия тепловозов серии ТЭ7 работает
с пассажирскими поездами на участке Ленинград - Москва
Октябрьской ж. д.
Грузовой тепловоз мощностью 3 000 л. с. Харьковского^за-
вода (1959 г.). Как уже говорилось ранее, на основании научного
исследования вопроса о градациях мощностей для тепловозов
наиболее необходимы железнодорожному транспорту иа ближай-
шее время локомотивы, имеющие среднюю мощность 3 ОСЮ л. с.
в одной секции.
Харьковский завод транспортного машиностроения построил
опытный образец магистрального грузового тепловоза мощностью
3 000 л. с.
168
Рис. 1U2. Тепловоз ТЭЮ Харьковского завода
16»
В целях наиболее глубокого теоретического исследования этих
проблем к работе над проектом были привлечены кафедры инсти-
тутов, научно-исследовательские организации и отдельные специа-
листы Харькова и других городов.
Приведем несколько характерных показателей тепловоза.
Тепловоз ТЭ10 при скорости 23 км/ч развивает силу тяги 27 500 кг.
Он может вести сост ав весом 2 160 т иа подъеме 9°/оо со скоростью
25 км/ ч и на горизонтальной площадке со скоростью 83,7 км/ч.
Вес тепловоза, приходящийся иа 1 л. с. мощности на валу дизеля,
равен 46 кг/л. с., т. е. на 37% меньше, чем у тепловоза серии ТЭЗ.
Удельный расход топлива двигателя составляет 160 г/л. с. ч,
т. е. на 9°6 меньше, чем у двигателя тепловоза серии ТЭЗ.
Более совершенная электрическая схема тепловоза ТЭ10 поз-
воляет использовать полную мощность дизеля на диапазоне ско-
ростей до 85 км/ч. Тепловоз может нормально эксплуатироваться
со скоростью 100 км/ч на прямых участках пути и в кривых ра-
диусом 500 м при рельсах Р50. щебеночном балласте и количестве
шпал 1300 шт/км.
Конструктивные характеристики ходовой части тепловоза прак-
тически соответствуют движению тепловоза ТЭ10 по любым ма-
гистральным кривым без ограничения скорости.
Тормозные средства являются достаточными для остановки
тепловоза ТЭ10, одиночно следующего со скоростью 100 км/ч по
площадке иа длине 700 м при коэффициенте нажатия колодок 0,73.
Остановимся вкратце на некоторых конструктивных особен-
ностях тепловоза ТЭ10 (рис. 102).
Односекционный тепловоз ТЭ10 имеет две кабины управления,
расположенные по концам тепловоза. Несущий кузов (рама и
кузов) опирается на две трехосные тележки. Система нагружения
тележек аналогична системе тепловоза серии ТЭЗ, т. е. в четырех
точках на опорно-возвращающие устройства. В средней части
тепловоза, на раме несущего кузова, размещена силовая установка,
состоящая из 12-цилиндрового дизеля типа 9Д100 и сочлененного
с ним полужесткой муфтой главного генератора. Дизель и гене-
ратор смонтированы на общей поддизельиой раме сварной конст-
рукции, которая является одновременно и картером дизеля.
Вспомогательный и возбудительный генераторы установлены
на корпусе главного генератора. Привод этих агрегатов осу-
ществлен от вала якоря главного генератора клино-ремеииой
передачей. Главный генератор имеет принудительную вентиляцию.
Охлаждающий воздух забирается из кузова тепловоза, проходит
через радиальные каналы якоря генератора, между катушками
полюсов, омывает щетки и щеточные аппараты и выбрасывается
вентилятором наружу. Система вентиляции генератора позволяет
частично или полностью выпускать воздух из генератора в кузов
тепловоза. От вала якоря главного генератора клино-ременной
передачей и карданным валом приводится центробежный венти-
лятор охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки.
170
171
Воздушный компрессор установлен на раме со стороны генератора.
Привод его осуществляется от вала якоря главного генератора
через полужесткую пластинчатую муфту. Вплотную к кабине
машиниста примыкает высоковольтная камера, разделенная про-
ходом машиниста на две части. За дизелем, со стороны, противо-
положной генератору, размещено охлаждающее устройство, со-
стоящее нз двух холодильников: основного для воды и масла дви-
гателя н дополнительного для наддувочного воздуха. Вентиляторы
нх оборудованы механическим приводом. Редуктор вентилятора
основного холодильника представляет собой двухскоростную ко-
робку передач, которая управляется с помощью термостатов, под-
держивающих заданную температуру воды и масла. От раздаточ-
ного редуктора, расположенного под дополнительным холодильни-
ком, приводится во вращение его вентилятор, а также вентилятор
продувки электродвигателей задней тележки. Между холодильником
н двигателем расположен котел с подогревателями топлива н масла.
Тепловоз снабжен поездной радиосвязью, санитарно-гигиеническим
узлом.
Наибольший интерес представляет конструкция дизеля, имею-
щего мощность 3 000 л. с. (рнс. 103 и 104). Следует отметить, что
дизель такой мощности для тепловоза создан впервые в мировой
практике тепловозостроения. Большой трудностью прн разработке
конструкции дизеля было осуществление наддува, имея в виду
сложность увязки баланса энергии между воздуходувкой и газовой
турбиной, поскольку отработавшие газы дизеля смешиваются с
продувочным воздухом.
В новом дизеле принято двухступенчатое сжатие воздуха: для
I ступени газовой турбовоздуходувкой, а для II—воздуходув-
кой, приводимой во вращение через редуктор от верхнего колен-
чатого вала. При двухступенчатом наддуве с автономной турбо-
воздуходувкой получилась значительно большая надежность работы
дизеля, чем при одноступенчатом наддуве. Но главная трудность
заключалась в создании надежной конструкции поршневой группы,
имея в виду повышение цилиндровой мощности до 250 л. с. при
увеличении коэффициента избытка воздуха с 1,83 до 2,4.
Как известно, тепловая напряженность дизеля с повышением
наддува возрастает. Для сохранения тепловой напряженности в
новом дизеле в допустимых пределах применено промежуточное
охлаждение воздуха в специальных водовоздушных холодильниках.
Сравнительные расчеты показывают, что от поршня дизеля 9Д100
необходимо отвести тепла на 7% больше, а от цилиндровой втулки
на 23% больше, чем соответственно от поршня н втулки дизеля
2Д100. Это вызвало необходимость изменить конструкцию цилинд-
ровой втулки, были сделаны отверстия в перемычках выпускных
окон н других местах, через которые проходит охлаждающая
вода, увеличено живое сечение четырех крайних окон для охлаж-
дения водой стенок втулки, находящихся в выпускной коробке.
Кроме того, средняя часть втулки снабжена литыми винтовыми
172
tv о
173
ребрами, что при одновременном увеличении расхода воды резко
повысит эффективность охлаждения.
Для того чтобы обеспечить передачу большего количества тепла
через днище поршней н сделать поршни более стойкими в работе,
увеличено количество масла, протекающего через каждый поршень,
а также применена стачьная конструкция поршня вместо чугунной
Регулятор дизеля 9Д100 в отличие от регуляторов дизелей Д50
и 2Д100 не только поддерживает заданную скорость вращения
вала при изменении нагрузки, но, воздействуя на электрические
аппараты, обеспечивает также сохранение установленной мощности
дизеля. Особое устройство в регуляторе дает возможность полу-
чить плавное нарастание оборотов коленчатого вала при переходе
с низшей позиции контроллера машиниста на высшую.
Интересно привести сопоставление данных по дизелям 2Д100
н новому 9Д100 (табл. 9).
______________________________________________Таблица 9
Наименование характеристик	2Д100	9Д100
Номинальная эффективная мощность в л. с. . .	2 000	3 000
Скорость вращения коленчатого вала в об/мин . Цилиндры:	850	850
количество . . . .	10	12
диаметр в мм .......		207	207
ход поршней в мм 	 Давление продувочного воздуха на номинальном	2x254	2X254
режиме в ат ...			1,31	2,10
Температура продувочного воздуха в С ...	69	55
Коэффициент избытка воздуха в цилиндре . .	1,83	2.4
Расход воздуха в кг/сек ...	3,6	5.82
Мощность газовой турбины в л. с.	...	—	420
К.п.д. газовой турбины	 ...	—	0,77
Мощность воздуходувки в л. с		230	240
К.п.д. воздуходувки	 Мощность, расходуемая на вспомогательные	0,55	0,75
механизмы, в л. с. ... .			40	90
Мощность трения в л. с		332	400
Индикаторная мощность в л. с.	2570	3760
Действительная степень сжатия ....	15,1	15,1
Максимальное давление сгорания в ат	84	94
Механический к. п. д		0,78	0,8
Удельный эффективный расход топлива в г/л. с. ч Вес дизеля:	171	162
в т .	  ....	19,5	22,35
в кг/л. с................. Размеры в мм-.	9,8	7,45
длина 		.........	6 350	6620
ширина . 			1 440	1 500
высота .....				3 240	3155
Не менее интересной, чем дизель, является на новом тепло-
возе электрическая передача.
Электрооборудование, спроектированное и построенное Харь-
174
ковским заводом тепловозного электрооборудования для тепло-
воза ТЭ10, имеет значительные преимущества перед электрообо-
рудованием других тепловозов как по удельному весу электри-
ческих машин, так и по основным характеристикам. Новые, более
совершенные по конструкции генератор и тяговые электродвига-
тели позволили снизить на 500 кг вес и в 1,5 раза повысить мощность
нового электродвигателя ЭДТ-340 по сравнению с двигателем
ЭДТ-200А тепловоза ТЭЗ. Достигнуто также увеличение к. п. д.
электрической передаче до 85% (у тепловоза серии ТЭЗ было
82%).
Полное использование мощности дизель-генераторной установки
в широком диапазоне скоростей движения тепловоза достигается
за счет применения двух ступеней ослабления поля тяговых электро-
двигателей: до 55 и 35%. Переход с полного поля на ос-
лабленное и обратно происходит автоматически, с помощью двух
групповых контакторов.
Впервые в отечественном тепловозостроении применена схема
возбуждения генератора на переменном токе с использованием
магнитных усилителей (амплистатов), трансформаторов постоянного
тока и напряжения, полупроводниковых кремниевых выпрямителей
н схемы управления амплнстатом. Амплистат является разновид-
ностью магнитного усилителя. Он состоит из стальных сердечников,
на которых размещаются обмотки, и внешне напоминает обычный
трансформатор. Такая схема дает возможность получить харак-
теристику электропередачи, близкую к кривой постоянной мощ-
ности с автоматическим ограничением величин напряжения и тока.
Регулятор дизеля, о котором говорилось ранее, управляя реос-
татом в цепи регулировочной обмотки амплистата, позволяет под-
держивать заданную мощность и не допускает его перегрузки,
а также использовать освобожденную мощность (при отключении
компрессора, вентилятора холодильника) для тяги поездов, что
является весьма ценным в этой схеме.
Такая система возбуждения имеет следующие преимущества
по сравнению с системами, применяющимися на тепловозах в
настоящее время:
высокая надежность системы из-за отсутствия коллекторных
машин и вибрирующих контактов:
хорошие характеристики с малым статнзмом токовой отсечки;
сравнительная простота настройки, регулировки и исключи-
тельно простой уход в эксплуатации.
На тепловозе ТЭ10 в целях снижения веса был создан так
называемый несущий кузов. Подобные кузова находят широкое
применение в тепловозах зарубежной постройки. Кузов тепло-
воза ТЭК) представляет собой систему, состоящую нз рамы, не-
сущих боковых стенок, двух кабин машиниста и крыши. Рама
кузова сварной конструкции, состоит из продольных полых балок,
поперечных скреплений, стяжных ящиков, шкворневых балок и
настильных листов. Поперечная связь боковых стенок н верхней
175.
части кузова осуществляется несъемной частью крыши н двумя
мощными фермами, установленными в средней части кузова. Те-
лежки тепловоза ТЭ10 представляют собой усовершенствованный
вариант тележки серийного тепловоза ТЭЗ.
На тепловозе ТЭ10 имеется ряд других интересных решений, о
которых рассказать здесь не представляется возможным. В соз-
дании передового по конструкции тепловоза ТЭ10 коллектив кон-
структоров, инженеров, производственников Харьковского завода
проделал большую работу.
Технический проект тепловоза ТЭ10 в мае 1958 г. был рас-
смотрен на совместном совещании Харьковского совнархоза, за-
Рис. 105. Тепловоз ТЭ50 Коломенского завода мощностью 3000 л. с.
вода транспортного машиностроения им. Малышева и Техниче-
ского совета МПС н был одобрен. В январе 1959 г. тепловоз ТЭ10
начал опытные поездки. В настоящее время построено еще два
таких тепловоза, которые проходят всесторонние испытания.
Грузовой тепловоз ТЭ50. В том же 1958 г. на Коломен-
ском заводе построен тепловоз мощностью 3 000 л. с. в одной
секции с электрической передачей (рнс. 105).
Проект дизеля для тепловоза, а также и самого тепловоза был
подробно рассмотрен в руководящих организациях промышленности
и Министерства путей сообщения. Интересно отметить, что окон-
чательное рассмотрение н утверждение проекта происходило на
Коломенском заводе в присутствии большого количества специа-
листов-конструкторов, технологов и производственников, вносив-
ших поправки, пожелания и дополнения. Это было первым при-
мером коллективного обсуждения нового технического замысла.
Основные характеристики тепловозов ТЭ10 н ТЭ50 приведены
в табл. 10.
На тепловозе ТЭ50 установлен V-образиый, двухтактный, бес-
компрессорный, 16-цилиндровый дизель типа Д45 с прямоточно-
,176
Таблица 10
Наименование показа гелей
	ТЭ5О	ТЭ1О
	Зц'Зо	з„-з.
	100	100
	140.4	138
в т	23,4	23
с ко-		
	25	25
	6.8	5-6
	Д45	9Д100
	750	850
	зооо	3 000
	16	12
	230	207
	300/304	2 У 254
Л *	2.3	2,1
• -		46
Осевая формула..............
Конструкционная скорость в км/ч
Служебный вес в tn . . ........
Давление от движущей оси на рельсы
Сила тяги в т на ободе колес при (
роста 25 км/ч ..........
Запас топлива в т
Тип дизеля.....................
Число оборотов вала дизеля в об/мин
Мощность а л. с................
Число цилиндров ...
Диаметр цилиндра в мм .
Ход поршня в мм.........
Давление наддува в кг/см?
Вес тепловоза в кг/л. с . .
клапанной продувкой н газотурбинным наддувом, спроектирован-
ный коллективом конструкторов завода под руководством инже-
неров С. А. Абрамова, П. М. Мерлис, М. Г. Шифрина и Ф. А. Щег-
лова.
Максимальная мощность (часовая) при 7Е0 об/мин составляет
3 000 л. с.; минимальное устойчивое число оборотов холостого
хода 350 об/мин, вес сухой без рамы 12 кг. При работе на макси-
мальной мощности среднее эффективное давление равно 9,1 кг/см?\
средняя скорость поршня 7,5 м/сек\ максимальное давление сго-
рания 120 кг/см~\ максимальная температура отработавших газов
420 С; удельный расход топлива не более 175 г/л. с. ч\ удельный
расход масла не более 5 г/л. с. ч. На этом дизеле система воздухо-
снабжен ня двухступенчатая с промежуточным охлаждением воз-
Ауха. I ступень—два газотурбокомпрессора, работающих парал-
лельно; II ступень — центробежный компрессор с приводом от
коленчатого вала двигателя.
При работе на максимальной мощности система наддува имеет
следующие показатели:
Подача воздуха в дизель в кг/сек .	7
Давление в кг/см?'.
воздуха после I ступени . .	2
* II »	....	2,4
газов в выпускном коллекторе .	1,82
» за колесом турбины ...	1,04
Температура воздуха в градусах:
перед холодильником	.	.	132
после холочмльнмка .	65
в ресивере дизеля....................... 90
Количество тепла, отводимое от воздуха
в холодильник, в ккад/ч ......	40,8 •< 10*
12 Зяк. 34t>
177
178
Мощность в л. с.:
газовых турбин 2 по 45 .............. 500	л. с.
потребляемая приводным компрессо-
ром .... -....................... 240	л. с.
Моторесурс дизеля составляет до смены поршневых колец 2 000 ч,
.ч до капитального ремонта около 15000—20000 ч.
В общей компоновке тепловоза представляет интерес новая
схема охлаждения воды и масла для дизеля с применением только
паровоздушных холодильников, прн которой осуществляются два
круга циркуляции охлаждающей воды: главный круг и вспомо-
гательный. Первый служит для охлаждения воды дизеля, а второй —
mi я охлаждения масла дизеля и воздуха, подводимого к дизелю.
Привод вентилятора холодильника на данном тепловозе осу-
ществлен при помощи электродвигателя, наподобие тепловоза Ээл8,
что сделает эту систему более гибкой.
Интересно отметить, что до принятия проекта тепловоза мощ-
ностью 3 000 л. с. с одним генератором, о котором здесь расска-
зывалось, Коломенским заводом было разработано два варианта
тепловоза на такую мощность. Один тепловоз (рис. 106) с электри-
ческой передачей, но с двумя генераторами и соответствующей
аппаратурой (учитывая трудности изготовления одного мощного
генератора), другой — с гидравлической передачей (рис. 107). Здесь
намечалось применить тот же V-образный двухтактный беском-
п рессорный дизель Коломенского завода Д45 с двумя агрегатами
турбонаддува. Крутящий момент дизеля передается с двух сторон
коленчатого вала двум гидравлическим передачам. Наибольшее
число оборотов насосных колес доведено до 2 000 оЫмин, что обес-
печивало уменьшение габаритных размеров гидротрансформаторов.
Гидравлические передачи состоят из трех трансформаторов с
гремя парами косозубых цилиндрических шестерен. Первый транс-
форматор - пусковой, а остальные два предназначены для средних
и высоких скоростей движения. Трансформаторы и зубчатые пе-
ре чачи заключены в общий стальной корпус, укрепленный на раме
тепловоза. От гидравлических передач крутящие моменты через
кар тайные валы передаются реверс-редукторам, которые укреп-
лены на рамах тележек. В корпусе редуктора размещается меха-
низм воздушного привода для перемещения зубчатой муфты пе-
ремены хода. Сопоставление показателей проектов тепловозов мощ-
ностью 3 000 л. с. (с двумя генераторами) и тепловоза такой же
мощности, но с гидравлической передачей, указывает на ряд преи-
муществ последнего, что видно из табл. II.
В разработке этих проектов и создании тепловоза мощностью
3 000 л. с. участвовал большой коллектив конструкторов Коло-
менского завода—Л. С. Лебедянский, Г. А. Жилин, М. С. Ма-
линов, П. И. Абрамов и многие другие.
В настоящее время тепловоз ТЭ50 находится в опытной эксплу-
атации.
13 Зак. 346	179
180
Таблица П
Наименование показателей	Тепловоз с электри- ческой передачей	Тепловоз с гидрав- лнчс1кой передачей
Конструкционная скорость в км/ч .	120	140
Род службы 			Грузовая и пас-	Грузовая н пас-
	сажирская	сажирская
(лужебный вес в m ....... .	13й	126
Давление на рельс от оси в т . . .	23	21
Число движущих осей		6	6
Диаметр колес в мм		1 050	1050
Привод осей		Индивидуальный	От осевых редук-
	от электродвига-	торов через кар-
Запасы и кг:	теля	данные валы
топлива 	 .	6 500	6 500
масла в двигателе 		1 800	1200
масла для передачи 		—	450
воды		1 100	800
песка 		500	500
Вес тепловоза в кг/л. с. . .	46.0	42,0
Пассажирский тепловоз ТЭПбО Коломенского завода. В 1959 г.
Коломенский тепловозостроительный завод разработал проект пас-
сажирского тепловоза в двух вариантах; односекционный мощ-
ностью 3 000 л. с. с двумя кабинами управления и двухсекционный
мощностью 6 000 л. с. с одной кабиной управления в каждой
секции.
В передней части односекцнонного тепловоза к его главной
раме крепится на резиновых амортизаторах днзель-генераторная
установка. Дизель типа Д45 по сравнению с аналогичным дизе-
лем, установленным на грузовом тепловозе ТЭ50, имеет ряд конст-
руктивных изменений, вызванных применением механических при-
водов к двухмашинному агрегату, вспомогательному генератору,
вентиляторам для охлаждения генераторов и тяговых электро-
двигателей. Непосредственно от дизеля передается вращение к
гидронасосу для привода гндромоторов вентиляторов холодиль-
ника и регенеративного теплообменника наддувочного воздуха.
Тяговый генератор такой же, как и на тепловозе ТЭ10, но
без поворотной траверсы.
Холодильник двухшахтный с однорядным расположением воз-
душных и масловоздушных ребристых секций с турболнзацней
масла. Включение вентилятора и открытие жалюзи происходит
автоматически в зависимости от температуры масла и воды.
Тормозной компрессор, расположенный со стороны главного
। оператора, имеет индивидуальный электрический привод, для пи-
тания которого служит вспомогательный генератор мощностью
50 кет, установленный над тяговым генератором н приводимый в
движение дизелем.
Воздушные фильтры размещены над ребристыми секциями хо-
13*	181
лодильннка. Около передней кабины находится котел подогрева»
высоковольтная камера и санузел.
Кабины машиниста имеют более совершенную звукоизоляцию
и герметизацию, обеспечивающую избыточное давление в них воз-
духа, что предупреждает попадание в кабину газов от дизеля.
Каждая кабина имеет две входные дверн и одну дверь в машинное
отделение.
Цельнонесущий кузов состоит из главной рамы и собственно
кузова с фермами раскосной системы. Главная рама выполнена
нз двух труб прямоугольного сечения, а боковая обшнвка кузова
нз листовой стали (1,5 мм). Над днзель-генераторной установкой
предусмотрена съемная крыша. Главная рама опирается на две
трехосные двухшкворневые тележки, каждая с двумя движущими
осями. Для установки намеченных по проекту тяговых электро-
двигателей мощностью по 460 кет с опорно-рамной подвеской
необходимы колеса диаметром 1 320 мм по кругу катания. Несмотря
на это, тележка, включая электродвигатели, будет легче на 2 т, чем
тележка с тремя электродвигателями и с колесами диаметром
1 050 мм.
Однако,учитывая, что тяговые электродвигатели мощностью
460 кет еще не освоены, в настоящее время построен тепловоз ТЭП60
по второму варианту с шестью движущими осями с двумя каби-
нами и тяговыми электродвигателями мощностью по 307 кет.
Маневровый тепловоз ТЭМ1 Брянского завода. Вопросы соз-,
дания и применения на наших железных дорогах тепловозов для
маневровой работы возникали на первых же стадиях внедрения
тепловозов в СССР.
Как уже указывалось, еще в 1930—1931 гг. в Советском Союзе
было построено несколько маневровых тепловозов Оэл7, Оэл6, ОЭЛЮ
и получено по импорту два тепловоза Ьмх. Однако конструкция
этих тепловозов оказалась неудачной, и в дальнейшем, учитывая
необходимость сосредоточить усилия на постройке поездных теп-
лозовов, маневровые тепловозы не строились.
Для изучения вопроса о применении тепловозов для маневро-
вой работы в 1928—1929 гг. один из поездных тепловозов (Э9Л2),
приписанный к опытной тепловозной базе НКПС, был поставлен
на маневровую работу на ст. Перерва. Однако после шести месяцев
эксплуатации он был снят с этой работы, так как нз-за больших
колебаний нагрузок поршневая группа дизеля сильно загрязнялась
нес горевшим топливом (моторной нефтью). Тогда уже было ясно,
что для эффективного использования на маневровой работе должен
применяться тепловоз, специально приспособленный для этой цели.
В 1947 г. на той же станции были произведены испытания
тепловоза сернн ТЭ1 на сортировочной работе на горке и вытяж-
ных путях с целью определения эффективности замены работавших
на маневрах паровозов серин Эу.
Испытаниями, произведенными ЦНИИ, установлено, что при-
менение тепловозов указанного типа обеспечивает повышение произ-
182
водмтельностн горок и вытяжек на 20—40% при одновременном
снижении расходов только по двум статьям (на топливо и бригада)
на 50—70%. Более поздннмн наблюдениями, произведенными Таш-
кентским институтом инженеров железнодорожного транспорта на
станции Арысь в условиях нормальной эксплуатации тепловозов
серии ТЭ1, установлено, что при применении тепловозов произ-
водительность горки увеличилась на 50%, расход топлива в де-
нежном выражении уменьшился в 4—5 раз, а общие расходы,
отнесенные па час работы, сократились по сравнению с паровозами
на 35—40%. Прн этом следует иметь в виду, что эффект мог быть
значительно выше, так как тепловоз серин ТЭ1 по своим техни-
ческим параметрам неполностью соответствует требованиям,
предъявляемым к тепловозу маневрового типа.
Канд. техн, наук М. Л. Забел л о (ЦНИИ) разработала методику
выбора наиболее рационального вида тяги для маневров и наме-
тила параметры и типы маневровых локомотивов на перспективу
(табл. 12).
Таблица 12
Маневро- вый класс	Мощность в л. с.		Сцепной вес в т	Число движу- щих осей	Удельная мощность в л. е./т
	на ободе	по дизелю			
I	1 500—1 600	1 900—2 000	140—160	6—8	10
II	1 000—1 100	1 200—1 350	100—120	6	10
III	500—650	630-750	60-70	4	8,5
В соответствии с этими градациями и создаются маневровые
тепловозы.
Наиболее мощным маневровым тепловозом в настоящее время
является тепловоз ТЭМ1 Брянского завода (рис, 108), имеющий
дизель мощностью 1 000 л. с. и снабженный электрической пере-
дачей.
В холодильной камере тепловоза размещается 26 секций — 20
водяных и 6 масляных. Секции закрываются жалюзи, располо-
женными горизонтально. Предусмотрено раздельное регулирование
температуры воды н масла. Привод вентилятора холодильника
осуществляется от коленчатого вала дизеля через карданные валы
м конический редуктор с фрикционной муфтой, снабженной электро-
магнитным включением. Тепловоз оборудован системой обогрева,
включающей котел с автономным топливным баком, масляный и
тоилявный водоподогревателн.
Электрическая передача на тепловозе состоит нз генератора
постоянного тока с независимым возбуждением типа МПТ84/39,
тяговых электродвигателей ЭДТ-200Б, аккумуляторной батареи и
электрической аппаратуры. Тепловоз управляется прн помощи
контроллера. При трогании с места или движении тепловоза на
I—IV рабочих положениях рукоятки контроллера тяговые электро-
двигатели работают на последовательном соединении. При ско-
183
184
pi юти около tO км/ч они автоматически переключаются на после-
довательно-параллельное соединение. При скорости примерно
2Ькм{ч происходит автоматическое шунтирование обмотки возбуж-
К-пия тяговых электродвигателей, благодаря чему мощность дизеля
используется полностью до скорости 45 км/ч. Коэффициент шун-
шрования равен 42,5%. Электрическая схема позволяет управ-
лять тепловозом по системе многих единиц.
Вес силового и вспомогательного оборудования воспринимается
сварной рамой тепловоза. Вертикальные усилия от главной рамы
передаются на две трехосные тележки типа тепловоза серии ТЭЗ
через восемь опор, а горизонтальные посредством двух цент-
ральных шкворней. Однако опорно-возвращающие устройства этой
тележки заменены опорными, не создающими возвращающей силы,
что позволило локомотиву проходить кривые радиусом 80 м. Тор-
мозное и вспомогательное оборудование особенностей не имеет.
Кузов н кабина примерно такие, как н на тепловозе ТЭ1, хотя
в конструкцию их н внесены некоторые изменения, улучшающие
условия работы локомотивных бригад: обеспечен более свобод-
ный доступ к оборудованию, увеличена высота окон кабины и др.
Тепловоз оборудован радиосвязью и устройством для отцепки
ого от состава непосредственно из кабины машиниста. Этот тепло-
воз может производить маневровые работы с составами, большими
по весу на 12—15% по сравнению с тепловозом серии ТЭ1. Кон-
струкционная скорость его 90 км/ч. Запас топлива, масла, воды и
песка позволяет тепловозу работать, не заходя на экипировку
в течение 10 суток.
Дальнейшее развитие конструкция тепловоза ТЭМ1 получила
в тепловозе ТЭМ2, спроектированном конструкторами Брянского
завода. На этом тепловозе применен дизель типа ПД1 — четырех-
тактный, беско мп рессорный с турбинным нагнетателем и охлаж-
дением наддувочного воздуха мощностью 1 200 л. с. при 750 об/мин,
а также более мощное по сравнению с тепловозом ТЭМ1 электро-
оборудование: генератор ГП-300 постоянного тока с независимым воз-
буждением н самовентиляцией мощностью 780 кет прн 750 об/мин,
тяговые электродвигатели ЭДТ-340В вместо применявшихся на
тепловозе ТЭМ1 ЭДТ-200Б. На тепловозе ТЭМ2 применена бо-
лее совершенная электрическая схема. Улучшена также конструк-
ция тележек, расположение оборудования, кабины машиниста тор-
мозного оборудования и др.
Тепловозы с гидравлической передачей
В последние годы как в Советском Союзе, так и за рубежом
(особенно в ФРГ) наряду с электрической передачей все большее
применение получает гидравлическая передача.
Прн гидравлической передаче мощность дизеля передается ко-
лесным парам тепловоза с помощью жидкости, циркулирующей
в гидравлических аппаратах, гидротрансформаторах нлн гидро-
муфтах .
Основными преимуществами гидравлической передачи перед
электрической являются: zitMP
меньший удельный вес — у тепловозов с электрической переда-
чей он составляете— 10 кг/л.с.; у тепловоза с гидравлической —
3 — 5 кг/л. с., расход красной меди в первом случае равен
4—5 кг/л. с., во втором случае всего лишь 0,2 кг!л. с.;
меньшая стоимость — электрическая передача обходится в
200 руб!л. с., гидравлическая—140 руб!л. с.;
более высокий коэффициент сцепления колес с рельсами
благодаря тому, что мощность дизеля в этом случае передается
общим приводом, исключающим возможность боксования отдель-
Рис. 109 Схема тепловоза с индивидуальной гидравлической передачей:
/—дизели; 2 —насосы; 3 —гидравлические турбины
ных колесных пар. Это позволяет реализовать при том же сцеп-
ном весе более высокую силу тяги прн трогании с места и раз-
гоне поезда;
меньшая стоимость ремонта на 35—40%.
Назначение гидравлической передачи состоит в приспособле-
нии неэластичной характеристики дизеля к требованиям элас-
тичной характеристики локомотива.
Раньше уже рассказывалось, что при создании первых опыт-
ных тепловозов намечалось построить также тепловоз с гидрав-
лической передачей по проекту Мейнеке, основным элементом
которой должна была быть гидравлическая муфта с регулирую-
щим аппаратом, явившаяся по существу прототипом муфты
Феттингера (1935 г.). Однако тепловоз с такой передачей не был
построен.
186
В 1928 г. на опытной тепловозной базе был разработан эскиз-
ный проект тепловоза с гидравлической передачей системы А. И.
Ильина и П. В. Якобсона. По этой системе намечалось дизель
соединить с центробежным насосом и жидкость от него под зна-
чительным давлением направлять по трубопроводу к турбинам
системы Пельтона; валы последних соединены зубчатыми редук-
торами с колесными парами тепловоза (рис. 109). Управление
производилось при помощи специальной аппаратуры. Однако недо-
статочно высокий коэффициент полезного действия (18—20%) н
возможные утечки рабочей жидкости (эмульсии) не позволили
испробовать передачу такого типа. Здесь необходимо указать,
что в последнее время появились за рубежом конструкции гид-
равлической передачи, выполненной по только что описанной
схеме, а также с применением вместо центробежного насоса и гид-
равлических турбин поршневых насосов и двигателей с высоким
давлением рабочей жидкости и с соответствующей аппаратурой ре-
гулирования. Такие гидравлические (гидростатические) поршневые
передачи получили уже довольно широкое применение в станко-
строении. Делаются попытки применить подобную передачу на
тепловозах.
Таким образом, можно констатировать, что в отечественной
практике были стремления н попытки создать гидравлические
передачи для тепловозов значительно раньше, чем за рубежом.
В настоящее время тепловозы магистральные и маневровые,
автомотрисы и дизель-поезда оборудуются гидравлическими пе-
редачами (гидродинамическими) с применением гидротрансформа-
торов и гидромуфт в сочетании с зубчатой передачей в таких ком-
бинациях: два гидротрансформатора, одни гидротрансформатор и
две гидромуфты, два гидротрансформатора и одна гидромуфта,
три гидротрансформатора.
Наиболее простым по конструкции гндроаппаратом является
гидромуфта, состоящая из нососного колеса, насаженного на ве-
дущий вал, н турбинного колеса, соединенного с ведомым валом.
Под действием центробежной силы жидкость от центра насосного
колеса отбрасывается к периферии н вращающийся поток жид-
кости от насоса передается турбинному колесу, заставляя его
вращаться. Колеса гидромуфты выполняются обычно с радиаль-
ными лопатками. Мощность от турбинного колеса к движущим
колесам локомотива передается через привод. Гидравлическая муф-
та не обладает способностью трансформации момента, и поэтому
моменты на насосном и турбинных валах равны.
Гидравлический трансформатор (преобразователь момента) со-
стоит нз трех основных элементов: насоса, преобразующего меха-
ническую энергию дизеля в энергию движущей жидкости; турбины,
преобразующей энергию движущей жидкости в механическую энер-
гию ведомого вала; направляющего аппарата, изменяющего на-
правление жидкости, циркулирующей в рабочей полости гидро-
передачи. Гидротрансформатор по существу является гидра-
187
влнческим редуктором. Он работает следующим образом (рис- ПО).
Жидкость, поступившая через верхний трубопровод, по каналам
во втулке направляющего аппарата 2 подводится к насосу 4.
соединенному через ведущий вал 1 с валом дизеля тепловоза. На-
сос 4 подает жидкость на лопатки турбины 3, которая начинает
вращаться вместе с ведомым валом 6, имеющим одну геометрическую
ось с валом /. Выходящая из турбины жидкость вновь засасы-
вается насосом через направляющий аппарат 2 и, кроме того, мо-
жет отводиться в трубопровод через нижнее отверстие у глухой
•опоры 5.
Имеется несколько типов гидравлических передач. Наиболее
простой является передача типа Фойт, представляющая собой
•сочетание трех гидравлических аппаратов — гидротрансформато-
ров или гидромуфт (рис. 111) с зубчатой передачей. Переключение
-ступеней передачи в зависимости от скорости движения осущест-
вляется автоматически центробежным механизмом, приводимым в
движение от колесной пары тепловоза. Перерыв силы тяги в момент
переключения предотвращается совмещением периодов наполнения
и опорожнения соответствующих аппаратов. Благодаря тому, что
гидроаппараты работают на жидкости (масле), прн переключе-
ниях ступеней отсутствуют удары, рывки и механическое трение
.в элементах сцепления.
Гидравлическая передача типа Мекидро (рис. 112) состоит
из четырехступенчатой механической коробки перемены передач,
сблокированной с гидротрансформатором специальной конструк-
ции, заменяющим главную муфту для сцепления дизеля с коробкой.
Особенностью гидротрансформатора является выдвигающееся тур-
-бинное колесо, перемещение которого в горизонтальном направ-
188
Л2нин позволяет разъединять дизель от передачи. Коэффициент
полезного действия передачи этого типа считается наиболее вы-
соким (80—82%). Гидротрансформатор обеспечивает полное ис-
пользование мощности дизеля на всем диапазоне изменения ско-
рости движения и создает
устойчивый постоянный ре-
жим работы дизеля. По-
мимо этих систем передач,
существует еще ряд подоб-
ных передач; завод Круп-
па, АЕС и др.
Наиболее широкое при-
менение получила переда-
ча Файт.
Маневровый тепловоз
ТГМ1 Муромского завода
(1955—-1957 гг.) До самого
последнего времени в Со-
ветском Союзе строились
тепловозы исключительно
с электрической переда-
чей, поэтому опыта с пе-
редачами других типов и,
в частности, с гидравличе-
ской передачей мы не
имели, если не считать
двух маневровых теплово-
зов Дг, которые были
всесторонне испытаны на
железных дорогах СССР,
мотовоза с гидромуфтой
Калужского завода и дру-
гих гидравлических аппа-
ратов.
Первым тепловозом с
гидравлической передачей
отечественной постройки
является тепловоз ТГМ1
Рис. 111. Гидравлическая передача
типа Фойт L36:
/— пусковой трансформатор; //— трансформа-
тор для средних скоростей; ///—трансформатор
для больших скоростей; 1—фланец соедине-
ния с дизелем; 2 — зубчатая пара, повышаю-
щая число оборотов насосного вала 8;
4 — насосные колеса гидротрансформаторов;
5—турбинные колеса гидротрансформаторов;
б -- неподвижные	направляющие аппараты
гидротрансформаторов:	7—зубчатая	пара
(ступень скорости), включаемая трансформа-
торами I (при трогании) и // (при средних
скоростях); 8 —зубчатая пара. включаемая
трансформатором'///; 9 — ведомый вал; 10 —
шестерни и кулачковая муфта реверса
//—фланцы для присоединения карданных
валов к осям локомотива
Муромского завода типа
0-3-0 (рис. 113). Тепловоз предназначен главным образом для работы
на подъездных путях промышленных предприятий, но может быть
использован для маневровой работы на промежуточных станциях.
На тепловозе установлен дизель 1Д12 мощностью 400 л. с., че-
тырехтактный, быстроходный, 12-цнлиндровый с V-образным рас-
положением цилиндров и с числом оборотов до 1 600 об/мин. Рас-
ход топлива не более 180 г/я. с. ч. Дизель соединен с передачей
прн помощи упругой муфты. На тепловозе применена гидравли-
ческая передача типа Фойт, состоящая из гидротрансформатора.
189
двух гидромуфт и системы зубчатых колес и коробки переклю-
чения режимов (рис. 114). На маневровом режиме тепловоз дол-
жен работать на гидротрансформаторе до скорости 11 ,8 км/ч, на
Рнс. 112. Гидравлическая передача типа Мекидро:
/ — зубчатая пара, соединяющая вал дизеля с полым валом насосного колеса:
2 — гидротрансформатор с выдвигающимся турбинным колесом; S —гидравлический
поршень, перемещающий турбинное колесо вдоль вяла в момент переключения
шестерен ступеней передачи; 4 — вал турбинного колеса, шлицами соединенный с
шестерней 15; 5—шестеренчатый насос .системы автоматического управления; t>,
8. 9. J3, 14. /5—шестерни ступеней передачи; 7 —кулачковые муфты ступеней
передачи: 9, 10. /2—шестерни реверса; //—фланец присоединения карданного
первой гидромуфте до скорости 18,5 км/ч, после чего переключает-
ся на работу второй гидромуфты н может работать до макси мал ь-
Рнс. ИЗ. Маневровый тепловоз ТГМ1 Муромского завода
ной скорости на маневровом режиме 30 км/ч. В поездном режиме
гидротрансформатор работает до скорости 24 км/ч, затем первая
гидромуфта с 24—37 км/ч и вторая с 37—50 км/ч.
190
Тепловоз со сцепным весом 48 т развивает на маневровом
режиме силу тяги до 16 500 кг. Максимальная скорость на поезд-
ном режиме передачи составляет 50 км!ч. Коэффициент полезного
действия тепловоза составляет при поездном режиме и работе
на гидромуфте 30%, при работе на гидротрансформаторе 24,5%,
при маневровом режиме соответственно 27 и 22,5%. Тепловоз
ТГМ1 практически в состоянии перевозить по площадке составы
весом до 2 000 т со скоростью 18 км!ч, однако по реализуемым
ускорениям и по производительности тормозного оборудования
для тепловоза ТГМ1 более целесообразен состав весом не выше
1 200 tn при выполнении тепловозом маневров работы на стан-
ционных путях.
В настоящее время этот тнп маневрового тепловоза малой
мощности принят для серийной постройки.
Рис. 114. Гидравлическая передача тепловоза ТГМ1:
/—упругая муфта; 2 —вал, соединяющий дизель с гидропередачей; 3 —зубчатая
пара, повышающая число оборотов васосного вала; 4—гидрограсформатор:
5— гидромуфта I ступени; 6 — гидромуфта II ступени; 7 —зубчатая пара II ступени;
зубчатая пара I ступени; S— шестерни коробки переключения режима на манее
ровую’и поездную работу. 10—шестерив конического реверса; 11 — зубчатое колесо
отбойного вала
Прн создании тепловозов ТГМ1 конструкторы и технологи
Муромского завода (главный конструктор завода А. М. Русак)
проявили много творческого труда и инициативы.
Маневровые тепловозы ТГМ2 и ТГМЗ (1956—1959 гг.) В декабре
1956 г. Луганский тепловозостроительный завод построил два
опытных маневровых тепловоза типа ТГМ2 мощностью 750 л. с.
с гидромеханической передачей. Все силовые и вспомогательные
агрегаты тепловоза размещены в кузове, который имеет внутри
три отделения;
191
котельное, где установлены холодильники, подогреватель и
аккумуляторная батарея;
кабина машиниста, размещенная в средней части тепловоза;
машинное, где установлен дизель с воздухоочистителями и
глушителями.
Рама тепловоза опирается на две двухосные тележкн.
По видимости из кабины машиниста, а также по воздействию-
на рельсовый путь конструкция тепловоза обеспечивает равно-
ценные условия движения в обоих направлениях.
Тепловозом управляет один человек. Схема управления пре-
дусматривает максимальную автоматизацию, а также возможность
управления по системе многих единиц.
Управление включением и выключением автосцепки тепловоза
производится из кабины машиниста.
На тепловозе установлен 12-цилиндровый четырехтактный ди-
зель марки М-751. Важным преимуществом его является малый
удельный вес — 2,13 кг!л. с. и невысокая стоимость. Дизель имеет
специальную раму, вместе с которой он устанавливается на раму
тепловоза на резиновых амортизаторах.
Выходной фланец вала дизеля соединен с валом повышающего
редуктора гидротрансформатора карданным приводом.
Для повышения мощности дизеля на передней его части уста-
новлен приводной центробежный нагнетатель, обеспечивающий над-
дув 1,2—1,3 ат при максимальной мощности дизеля.
На тепловозе применена гидромеханическая передача, состоя-
щая из промежуточной повышающей передачи и гидротрансфор-
матора с планетарным суммирующим рядом.
Промежуточная передача установлена с целью уменьшения
габаритов гидротрансформатора. Гидротрансформатор (рис. 115)
относится к классу гидротрансформаторов с постоянным запол-
нением рабочей жидкостью. Передача мощности осуществляется
двумя путями: гидравлическим и механическим — через солнеч-
ное колесо планетарного ряда.
Выходной вал гидротрансформатора соединен с двухступенча-
той двухрежимной реверсивной коробкой перемены передач, от-
куда передается крутящий момент на колесные пары тепловоза
посредством системы карданных валов и осевых редукторов. Мас-
ло гидротрансформатора охлаждается водой, циркулирующей в
системе дизеля.
Холодильная установка тепловоза выполнена из секций уни-
фицированного типа тепловозов серий ТЭ2 и ТЭЗ, оборудована
вентилятором с электроприводом. Тепловоз имеет два поста уп-
равления, размещенных по обеим сторонам кабины машиниста.
Система управления тепловозом обеспечивает автоматическое
переключение ступеней скорости при наиболее благоприятных
условиях для гидротрансформатора, когда коэффициент полезного
действия его не ниже 0,78—0,8. Переключение скоростей проис-
ходит в результате взаимодействия двух импульсных масляных
192
Рис. 115. ихема гидромеханической передачи маневрового тепловоза ТГМ2
I 3
насосов, приводимых от вала дизеля и от вала, связанного с ко-
лесными парами. Давление масла от импульсных насосов воз-
действует на золотники, управляющие включением и выключением
муфт при достижении установленного отношения между числами
оборотов вала дизеля и осн колесной пары. Коэффициент полез-
ного действия тепловоза при работе дизеля на полной мощности
и включении чисто механической передачи достигает наибольшего
значения — 26,8%. Два первых образца этих тепловозов ТГМ2
прошли эксплуатационные испытания на маневровой работе н на
опытном кольце ЦНИИ, в результате которых на них было обна-
ружено много недоделок и конструктивных недостатков, почему
Рис. 116. Маневровый тепловоз ТГМЗ
этот образец не был принят для серийного производства. Отра-
ботка конструкции тепловоза была передана на Люднновский
завод, создавший на базе тепловоза ТГМ2 новый тепловоз ТГМЗ.
Тепловоз ТГМЗ (рис. 116) предназначен для маневровой рабе ты
как на железнодорожных станциях, так и на промышленных
предприятиях. Силовая установка и вспомогательное оборудова-
ние расположено на главной раме, опирающейся на две двухос-
ные тележки прн помощи скользящих опор с резиновыми аморти-
заторами, что обеспечивает плавный ход тепловоза и хорошее
вписывание его в кривые. Сила тяги передается через шкворни,
расположенные в поперечных брусьях тележек, в отличие от теп-
ловоза ТГМ2, где двухосные тележкн были с выносными шкворнями.
В тепловозе ТГМЗ после кабины машиниста расположены под
капотом машинное отделение, аккумуляторная батарея н холо-
дильная камера. В верхней части капота имеется люк, позволяю-
щий вынимать и ставить вновь на место крупные агрегаты при
необходимости замены их новыми или для ремонта.
194
Этот узел тепловоза разработан и выполнен на тепловозе ТГМЗ
значительно лучше, чем на тепловозе ТГМ2, где для выемки ко-
робки передач необходимо было производить подъемку тепловоза,
выкатку тележек и съемку шкворневой балки.
В машинном помещении тепловоза расположены дизель, гид-
равлический трансформатор с коробкой перемены передач, ком-
прессор, двухмашинный агрегат, котел отопления и др. На тепло-
возе установлен дизель М751 такого же типа, как на тепловозе
ТГМ2. Дизель соединен карданным валом с гидротрансформатором
и коробкой перемены передач, которые передают вращение при
помощи карданных валов осевым редукторам иа все четыре ко-
лесные пары тепловоза. Двухмашинный агрегат, состоящий из
двух машин постоянного тока, обеспечивает электроэнергией вспо-
могательное оборудование — электродвигатель вентилятора, холо-
дильники, зарядку аккумуляторной батареи, питание цепей упра-
вления и освещения. Этот агрегат приводится во вращение от
шкива повышающего редуктора гидротрансформатора. Холодильник
расположен более удобно, чем на тепловозе ТГМ2, — рядом с
дизелем, в связи с этим упрлцэются трубопроводы масляной си-
стемы дизеля и конструкция самих систем. В задней части машин-
ного помещения установлен котел отопления и подогрева топлива,
воды и масла в случае необходимости в этом. Для питания воз-
душной системы тепловоза имеется компрессор, приводимый в
движение от вала повышающего редуктора гидротрансформатора.
Пуск дизеля производится от кислотной аккумуляторной батареи
при помощи электрического стартера.
Кинематическая схема передачи тепловоза ТГМЗ та же, что
и тепловоза ТГМ2. Управление тепловозом осуществляется прн
помощи электрической, пневматической и гидравлической систем
нз кабины машиниста. Тепловоз ТГМЗ по своим тяговым спо-
собностям может производить маневры с поездами весом до 2 000 tn,
развивая при этом скорость до 28 км/ч на площадке и до 18 км/ч
на станциях, имеющих подъем 2,5€/оо- В деле создания тепловоза
ТГМЗ молодой коллектив конструкторов, возглавляемый А. М. Хры-
чи ковым, и производственники Людиновского завода проявили много
творчества и труда.
Грузовой тепловоз мощностью 3 000 л. с. Луганского завода
(1957—1959 гг.). Построенный на Луганском заводе тепловоз ТГ100
(рис. 117) является магистральным грузо-пассажирским двухсек-
ционным тепловозом. На главной раме каждой секции в средней
части тепловоза установлены по два дизеля марки М751 серийной
постройки, таких же, как на маневровых тепловозах ТГМ2 и ТГМЗ.
Каждый дизель при помощи карданного вала соединен с гидроме-
ханической коробкой перемены передач, установленной на резиновых
амортизаторах на раме тележки. Кроме того, от каждого дизеля
производится отбор мощности к компрессору и вспомогательному
генератору переменного тока, предназначенному для питания элект-
родвигателей вентилятора холодильника н насоса для прокачки
195
196
охлаждающей дизели воды. Таким образом, каждая силовая уста-
новка может работать независимо от остальных.
Рама тепловоза при помощи двух шкворневых и четырех роли-
ковых опор (возвращающих устройств) установлена иа две тележки.
Все оси тележек движущие н снабжены двухступенчатыми осевыми
редукторами и карданными приводами от гидромеханических ко-
робок. Кузов тепловоза разделен на три части: кабина машиниста,
машинное отделение и холодильник. Посты управления располо-
жены в передней части каждой секции. Привод каждого вентиля-
тора холодильника производится асинхронным электродвигателем.
В задней части секции находится котел для подогрева топлива,
воды и масла. Капот машинного помещения жесткий, неразъемный
и приварен к главной раме тепловоза. Применение на каждой сек-
ции двух силовых установок делает тепловоз исключительно на-
дежным в эксплуатации, так как повреждение одной из них во
время работы тепловоза не может приостановить движение поезда,
что весьма важно в эксплуатации. Создание дизеля марки М751
с удельным весом 2,3 кг!л. с. с гидравлической передачей позволило
снизить удельный вес тепловоза ТГ100 до 50 кг!л. с. против 63 кг/л. с.
тепловоза ТЭЗ. Эти дизели дают возможность ввести агрегатный
метод ремонта тепловозов, когда дизель непосредственно не ремон-
тируют на тепловозе, а снимают и заменяют новым. Снятый же
дизель направляется в специальные мастерские. Мощность дизеля
намечено довести до 1 000 л. с. применением газотурбинного
наддува вместо существующего приводного воздушного нагне-
тателя.
Необходимо значительно повысить моторесурс дизеля до пере-
укладки коленчатого вала до 10 000 ч, а также приспособить дизель
для работы на дизельном топливе с содержанием серы до 1,5%.
Тепловоз имеет гидромеханическую передачу (рис. 118), со-
стоящую из двухпоточного гидроредуктора с комплексным гидро-
трансформатором и трехступенчатой коробкой перемены передач,
карданного привода и осевых редукторов.
Каждый дизель тепловоза прн помощи карданного вала и пары
шестерен соединен с гидроредуктором, где происходит разделение
потока мощности: около 60% ее отдается гидротранс^юрматору,
а остальные 40% через центральное колесо планетарному редук-
тору. Затем оба потока суммируются на водиле зубчатых колес.
Трехступенчатая коробка перемены передач, помимо зубчатых колес,
находящихся в постоянном зацеплении, оборудована фрикционными
муфтами, переключающими ступени скорости автоматически, без
снятия нагрузки с дизеля н без вмешательства машиниста. Вклю-
чение фрикционных муфт происходит автоматически. Управление
тепловозом производится машинистом с поста управления. Две
секции работают идентично и управляются с одного поста. Регу-
лирование скорости движения поезда осуществляется воздействием
на пружину всережимного редуктора посредством штурвала и ди-
станционного привода к четырем дизелям. Реверсирование произ-
14 Зак. 346	197
198
водится машинистом рукояткой трехходового краиа, направляющее
воздух в цилиндры реверсора.
Управление тепловозом состоит из трех систем: гидравлической,
служащей для питания маслом гидротрансформатора и элементов
зубчатой передачи, пневматической, служащей для питания серво-
приводов реверса н работы песочниц, электрической, дающей воз-
можность производить дистанционное управление вспомогательными
механизмами управления по системе двух единиц. Тяговые и эко-
номические характеристики тепловоза ТГ100 были определены
заводом на основании расчетов и данных по испытанию агрегатов
гидромеханической передачи маневрового тепловоза ТГМ2 и дизеля
М751. В основном было определено, что максимальная сила тяги
тепловоза при трогании с места по сцеплению составляла примерно
52 000 кг. Тепловоз может перевозить составы весом 2 200 т на
подъеме 9O/Oo со скоростью 24 4 км/ч и на площадке со скоростью
85 км/ч, а пассажирский состав весом 1 300 т в тех же условиях
соответственно 39,4 и 102 км/ч. Общий коэффициент полезного
действия тепловоза в диапазоне скоростей 30—100 км/ч равен
28“о при полной нагрузке дизелей.
В заключение интересно привести сопоставление характеристик
этого тепловоза с другими отечественными тепловозами (табл. 12).
Т я б л и ц а 12
Наименование	ТГ1О0	ТГМ2	ТЭ1	ТЭ2	ТЭЗ
Осевая характеристика (тип) . ,	2(2-2)	2-2	3„+3„	2(2„-|2„)	2(30+3„)
Род службы 		Грузовая	Мансв-	Грузе-	Грузовая	Грузовая
Мощность дизеля в л. с		4'<750	750	1000	2х 1 000	2X2 000
Вес тепловоза служебный в т	160	70	123	170	252
Давление от оси на рельсы в т	20	17,5	20,5	21,25	21
Вес тепловоза в кг/л. с		53,5	94,3	123,9	85	63
Длина по автосцепкам в мм . .	28 908	12 60С	16892	23 040	33 938
Конструкционная скорость в км/ч	120	62	90	100	100
Длительная сила тяги в кг	27500	7 00С	8 700	18 000	36 700
Запас топлива в кг		2x4 000	2 70С	5 150	2X4 100	5 440
Тип передачи1 		Г	Г	Э	Э	Э
Дизель, марка		М751	М751	Д50	Д50	2Д100
Мощность в л. с		750	750	1 000	1000	2 000
Диаметр цилиндра в мм ....	180	180	318	318	207
Ход поршня в мм 			200	200	330	330	2X254
Средняя скорость поршня в м)сек	10	10	8,15	8,15	7.2
(редисе эффективное давление					
в кг/см* ...........	7,2	7,2	7,75	7,75	6,3
Число оборотов в мин		1 400	1 40(	740	740	850
Сухой вес дизеля в кг . . .	1 600	1 600	16 250	16 250	16 500
Вес дизеля в кг!л. с.	2,13	2,13	16,25	16,25	8,25
1 Г —гидромеханическая, Э — электрическая.
Большую работу в области исследования гидравлических
передач, разработки методики расчета гидравлических муфт и
14*	199
гидротрансформаторов и создания образцов ведет кафедра тепло -
возов МВТУ, где эти работы начались еще с 1935 г. Кафедра подго-
товила много крупных специалистов по гидропередачам и помогает
заводам осваивать постройку тепловозов с гидравлической пере-
дачей.
В заключение необходимо сказать, что вопрос о широком при-
менении на тепловозах гидравлической передачи вместо электриче-
ской в настоящее время имеет большое народнохозяйственное зна-
чение, учитывая возможность в этом случае сберечь для государ-
ства большее количество дефицитных металлов, особенно меди.
Для маневровых тепловозов мощностью 750 — 1 200 л. с. приня-
та к постройке унифицированная передача с гидравлическим спо-
собом переключения скоростей, состоящая из двух гидротрансфор-
маторов и гидромуфт; гидротрансформаторы типа ТП-1000 связаны
с ведомым валом соответственно парами I и II ступеней; гидромуфта
работает на общую зубчатую пару с гидротрансформатором II
ступени.
Применение единой унифицированной гидравлической передачи
для тепловозов ТГМЗ и ТГ100 и проектируемого Брянским заводом
тепловоза ТГМ10 позволило организовать поточное производство,
что удешевит стоимость гидравлической передачи, а следовательно,
и тепловоза.
Головным заводом по изготовлению унифицированных передач
будет Калужский машиностроительный завод.
Г Л А В A VI
ДИЗЕЛЬНЫЕ ПОЕЗДА
Дизельный поезд локомотива не имеет, а силовая установка,
необходимая для движения, устанавливается в одном или несколь-
ких вагонах (моторных), в которых для этой цели отводится по-
мещение. Первоначально строились автомотрисы, или, другими
словами, вагоны-самоходы. Они обычно были небольшой мощности
(100—150 л. с.) с электрической или механической передачей,
имели скорость 45—75 км/ч и перевозили небольшое количество
пассажиров —50—70 чел., работая на участках пригородного сооб-
щения. На опытной тепловозной базе НКПС вместе с опытными
тепловозами находились и автомотрисы конструкции Мытищинского
завода, имевшие керосиновые двигатели, тяжелые четырехосные
пассажирские кузова и электрическую передачу. Эти автомотрисы
были переделаны, но тем не менее вследствие малой вместимости,
громоздкости и небольшой скорости себя в эксплуатации не
оправдали. В 1927—1928 гг. на базу поступили импортные автомот-
рисы; двухосные (2 шт.) АВ-МХ-01,02, завода Вердау с механиче-
ской передачей и двигателем «МАН» мощностью 48 л. с., а также
четырехосные (2 шт.) АВ-МХ-401 и 402 завода Эслинген также
с механической передачей с двигателями «МАН» мощностью 150 л. с.
На двухосных автомотрисах двигатель размещался на тележке
и при подкатке ее под кузов выходил частично в пассажирское
помещение. Он закрывался деревянным футляром, который ис-
пользовался для сидення пассажиров. В работе двухосные авто-
мотрисы были весьма гибкими, но они имели недостаточное ко-
личество мест и малую скорость (максимальная скорость была
48 км/ч). Автомотрисы АВ-МХ-401 и 402 являлись более мощными,
работали довольно исправно, но имели существенный недостаток:
включение муфт скоростей производилось маслом, что- не обес-
печивало устойчивую работу муфт вследствие постоянной утечки
масла и нарушения исправного переключения ступеней передачи
коробки скоростей.
Дизельные поезда начали строить в виде одного илн двух ва-
гонов с силовой установкой н прицепных вагонов исключительно
для пассажиров. В 1936—1939 гг. Калужским машиностроитель-
ным заводом был построен двухвагонный дизельный поезд (АП-1)
201
с электрической передачей, моторный вагон которого имел восьми-
цилиндровый дизель завода Сторка (Голландия), рассчитанный
на скорость до ПО км/ч. В поезде было 136 мест для сидення; слу-
жебный вес его составлял 85 т (моторный вагон весил 55 tn и при-
цепной — 30 т).
Все агрегаты передачи — генератор, тяговые электродвигатели,
возбудители и др. изготовлены на заводе «Динамо». Интересным
узлом дизеля является пусковой механизм, имеющий на конце
вала (в данном случае — штока) шестерню, которая, передвигаясь
вдоль оси цилиндра, входит в зацепление с шестерней, сидящей
на маховике дизеля, н, вращаясь сама, вращает вал последнего.
Ведущая шестерня вращается вместе со штоком, по винтовой
нарезке которого продольно перемещается поршень под давле-
нием воздуха, поступающего в цилиндр из пускового баллона.
В известный момент так же, как и при электрическом запуске,
ведущая шестерня выходит из зацепления с шестерней маховика
дизеля.
В 1945 г. на железные дороги СССР поступила партия ди-
зельных поездов из Румынии. Это были двухвагониые поезда
с легким двигателем мощностью 45 л. с. н механической передачей,
рассчитанные на 50 пассажиров и скорость до 50 км. Первона-
чально они эксплуатировались на Закавказской ж. д., а в 1948—
1949 гг. были переданы на Литовскую ж, д. В том же 1945 г.
на наших железных дорогах начали эксплуатироваться венгерские
(завода Ганпа) трехвагонные дизель-поезда с механической пе-
редачей, а в 1949 г. — шестивагонные с электрической переда-
чей. Эти поезда состоят из двух моторных вагонов, располо-
женных по концам, и соответственно одного или четырех при-
цепных.
Основные характеристики этих дизельных поездов приведены
в табл. 13.
	Таблиц а 13
Наименование характеристик	Дизельные поезда	
	шестивагонные	трехвагонные
Длина в л	 ....	158,7	75,9
Вес (расчетный) в т		363	155
Максимальная скорость в км/ч . .	104	121
Количество осек			26	14
Число мест:		
спальных .	.	166	—
для сидения 		—	156
Число мест на ось		7.5	15,5
Мощность дизелей (суммарно) в л. с.	1 680	620
Расход топлива в г/а. с. ч		178	178
Следует отметить, что конструкция существующих дизельных
поездов не является совершенной. Они имеют мало мест
202
(в шестивагонных поездах места исключительно спальные), ход
вагонов недостаточно плавный, имеется и ряд других недостатков.
Однако опыт эксплуатации даже этих дизельных поездов показы-
вает, что они имеют высокую экономичность по сравнению с па-
ровой тягой. Эксплуатационные расходы на перевозку пассажиров
дизельными поездами в местном и пригородном сообщениях иа
75°о меньше, чем при паровой тяге, расход топлива на измеритель
(10 тыс. ткм брутто) — на 50%; себестоимость поезде-километра —
на 20—23%. Затраты на приобретение дизель-поездов окупаются
в 2—года. Сравнительные расчеты показывают, что эксплуата-
ция дизельных поездов в местном и пригородном сообщении дает
возможность увеличить маршрутную скорость движения до
60—70 км/ч, т. е. более чем в два раза. Для обеспечения такой марш-
Рис. 119. Новый трехвагонный дизельный поезд
рутной скорости прн среднем расстоянии между остановками в мест-
ном сообщении 10 км и в пригородном 4 км дизельные поезда должны
обладать средней ходовой скоростью не ниже 80—85 км!ч. Такая
средняя ходовая скорость обеспечивается при максимальной ско-
рости движения 120—130 км/ч. Технико-экономические расчеты
дают основание утверждать, что средняя ходовая скорость
80—85 км/ч экономически наиболее целесообразна, так как она
соответствует минимальному уровню годовых расходов на пере-
возки пассажиров.
Одним из вариантов дизельного поезда для местного приго-
родного сообщения, более совершенного по сравнению с сущест-
вующими, может служить дизельный поезд (рис. 119), спроекти-
рованный Брянским и Калининским заводами. В основу его по-
ложена секционная конструкция. Секция состоит из двух мо-
торных и одного прицепного вагонов. Моторные вагоны имеют
обтекаемую форму, кабину управления с выходом на обе стороны
и внутрь вагона, а также три отделения для пассажиров. С обеих
сторон каждого вагона имеется по две двухстворчатых задвижных
203
двери с выходом на низкие илн высокие платформы; двери имеют
дистанционное управление нз кабины машиниста.
Кузов вагона цельнометаллический, сварной, облегченной кон-
струкции. Окна двойные, опускные в плоскости стен на 2/з высоты
оконного проема, оборудованы механизмом, задерживающим их
в любом положении. Отопление поезда водяное.
fl В вагонах предусматривается установка автоматически дейст-
вующей принудительной вентиляции с устройствами для очистки
воздуха и подогрева его в холодное время.
Диваны в вагонах полумягкие в виде двухместных и трехмест-
ных кресел.
Рис. 120. Гидромеханическая передача дизельного поезда
Трехвагонный поезд имеет проход вдоль всех вагонов.
Дизель-поезд оборудуется электропневматическим тормозом с
автоматическим регулятором нажатия тормозных колодок. Воз-
душный компрессор и главные резервуары устанавливаются на
моторных вагонах. Тележки вагонов двухосные, челюстные, лю-
лечного типа, с гидравлическими амортизаторами. Диаметр цель-
нокатаных колес 950 мм.
Управление трехвагонным поездом предусматривается с двух
постов. Шестивагонный поезд также управляется с двух крайних
постов, причем в этом случае внутренние посты отключаются.
Дизели расположены под рамой моторного вагона. Это позво-
ляет, помимо освобождения площади в кузове для пассажиров,
значительно легче соединить вал дизеля с валом коробки передач
и тем самым избежать ряда сложных узлов в случае размещения
дизеля в кузове. Дизель горизонтальный, четырехтактный, бес-
компрессорный, мощностью 400 л. с. при 2200 об/мин; расход топ-
лива до 170 г/л. с. ч, расход смазки 5—7 г/л. с. ч; вес 2,7 кг/э. л. с.
Дизельный поезд имеет гидромеханическую передачу (рис. 120).
В основном гидромеханическая передача состоит из гидро-
204
трансформатора с суммирующим рядом и одной механической
ступени. При такой схеме мощность дизеля при работе на гидро-
трансформаторе передается двумя путями: гидравлическим и ме-
ханическим. Передача осуществляется через гидротрансформатор,
коронную шестерню (сателит) на водило и далее, через пару ше-
стерен н реверс, на выходной вал. При работе на механической
передаче при скорости от 60 до 120 км/ч мощность передается
через фрикционную муфту с дисками сухого трения; муфта вклю-
чения пневматическая.
Коэффициент полезного действия дизельного поезда в диапа-
зоне скоростей 30—100 км/ч составляет 27—32%.
В ближайшее время намечается создать четырехвагонный по-
езд с двумя моторными вагонами по концам, на котором будут
использованы дизели марки М750, применена гидромеханическая
передача. Наибольшая скорость этого дизель-поезда будет 130 км/ч.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В «Истории тепловоза в СССР» автор стремился возможно
полно и исторически правдиво обрисовать ход развития тепло-
возного дела с начала возникновения идеи о тепловозе в СССР
и до настоящего времени, когда тепловозы внедряются в большом
количестве на отечественных железных дорогах.
Все то, с чем в книге познакомился читатель, достаточно убе-
дительно показывает, как много творческого труда и знаний
вложено в тепловозное дело учеными, изобретателями, ннжене»
рами и производственниками.
За нашей Родиной прочно закреплен приоритет в создании
первого магистрального тепловоза, построенного по указанию Ве-
ликого Ленина, первого газогенераторного тепловоза, мощного
тепловоза с механической передачей, генератора газов для теп-
ловозов и др.
Широкое внедрение тепловозов отечественной постройки на
железных дорогах Советского Союза показывает, насколько вы-
росли кадры и производственные возможности заводов, изготав-
ливающие такие первоклассные машины, эффективность приме-
нения которых возрастает из года в год. Коллективы заводов
развернули большую творческую работу по созданию более совер-
шенных локомотивов с двигателями внутреннего сгорания.
В самое ближайшее время предстоит произвести крупную мо-
дернизацию тепловозов ТЭЗ. По существу на базе этой машины
будет создан новый локомотив. Десятицилиндровый дизель усту-
пит место более экономичным восьмнцилнндровым — мощностью
2 тыс. л. с. с повышенным наддувом. Одно это позволит снизить
вес каждой секции тепловоза со 126 до 118 т. Предполагается
также оборудовать локомотив гидравлической передачей взамен
электрической, что даст возможность сократить число ссей в сек-
ции с шести до четырех.
205-
Уж,? вышел из ворот Харьковского завода н испытывается
в эксплуатации 3 000-сильный односекционный локомотив ТЭ10.
Харьковчане в нынешнем году построили еще машину такой
же мощности, но предназначенную для пассажирского движения.
Кроме того, они создают двухсекционный тепловоз ТЭ12 мощ-
ностью 6 000 л. с.]
Коллектив Коломенского завода, как уже указывалось, от
рабатывает сейчас конструкцию пассажирского тепловоза мощ-
ностью 3 000 л. с. в одной секции серии ТЭП-60. Кроме того, завод
приступил к разработке пассажирского тепловоза мощностью
4 000 л. с. в секции с гидравлической передачей. Скорость этого
локомотива достигнет 140—160 км!ч.
Большую работу по созданию новых локомотивов с двигате-
лями внутреннего сгорания развернули и луганские машиностро-
ители. Уже строится мощный тепловоз с гидромеханической пе-
редачей, а также газотурбовоз, спроектированный силами конст-
рукторов, инженеров, техников и рабочих этого завода. В качестве
двигателя на этом локомотиве будет применен механический
генератор газов, аналогичный предложенному в свое время
А. Н. Шелестом. Брянский завод создает маневровый тепловоз
мощностью 1 200 л. с. с гидравлической передачей.
Начато проектирование дизельных поездов для местного и при-
городного сообщения на неэлектрифицированных участках.
Для повышения технического уровня в тепловозостроении долж-
ны быть проведены большие научно-исследовательские работы,
целью которых должно быть:
создание тепловозных дизелей с высоким наддувом, эффек-
тивных холодильников по охлаждению наддувочного воздуха,
совершенной системы охлаждения воды и масла дизелей;
применение в дизелях тяжелых топлив, а также топлив и
масел с высоким содержанием серы;
повышение моторесурса быстроходных дизелей, применяющих-
ся на маневровых тепловозах;
создание более совершенных электрических машин магист-
ральных тепловозов с применением изоляции высоких классов
и других материалов;
создание наиболее прогрессивных типов гидравлической пере-
дачи;
улучшение динамических качеств тепловозов, а также усло-
вий работы поездной бригады;
применение полимерных материалов в ряде узлов конструк-
ции тепловозов;
создание схем и аппаратов автоматического управления
тепловозами.
* •
*
Сейчас, в дни, когда тепловозная тяга широкой поступью
завоевывает тысячи и тысячи километров стальных дорог, когда
206
огромный экономический эффект от сс внедрения cia.i реально-
стью, железнодорожники еще раз проникаются глубоким чув-
ством восхищения перед гением Владимира Ильича Левина. Ведь
именно он первым оценил значение дизельной тяги для соци-
алистического транспорта. В тяжелые годы разрухи он на де-
сятки лет вперед предвидел, что придет время, когда мощные
локомотивы с двигателями внутреннего сгорания завоюют мно-
гие тысячи километров стальных путей. Эти ленинские идеи
воплощает сейчас в жизнь многотысячная армия тепловозников —
инженеров и техников, рабочих на заводах, машинистов, помощ-
ников н ремонтников иа линии.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.	Беленький М. Н. Тепловозная тяга и ее эффективность. Транс-
желдориздат, М-, 1956.
2.	Бюллетени тепловозной комиссии, вып. 1, 2, 3. Транспечать НКПС».
М., 1927—1930-
3.	Гаккель Е. Я- Тепловозы. Издательство «3ванне», 1955.
4.	Гаккель Я-М. Первый мощный тепловоз, построенный в Ле-
нинграде в 1924 г. «Электричество» № 1 за 1925 г.
5.	Гидравлические передачи тепловозов. Сборник переводных статей.
Трансжелдориздат, М-, 1957.
6.	Г л а г о л е в Н- М- Тепловозы. Трансжелдориздат, 1948-
7.	Гриневецкий В. И. Проблема тепловоза и ее значение для Рос-
сии. Издательство Теплотехнического института, М-, 1924.
8.	Гуревич А. Н-, Платонов Е. В. Повышение мощности
серийных тепловозов ТЭ2. «Техника железных дорог» № 1 за 1955 г.
9.	Г у р е в и ч А. Н., Попов Г. В. Результаты испытания тепло-
воза серии Дб ЦНИИ. Трансжелдориздат, М., 1949.
10.	Г у р е в и ч А. Н., Рудая К. И., Середин А. И. Конст-
руктивные и эксплуатационные особенности тепловоза ТЭЗ. «Железнодо-
рожный транспорт* № 12 за 1955 г. Трансжелдориздат.
11.	Гумилевский А. И. Тепловозы «Молодая гвардия». М.
1957.
12.	Гумилевский Л. Рудольф, Дизель. Журнально-газетное
объединение, М., 1935.
13.	Д о б р о в о л ь с к и й Н. А. Тепловоз 10005 и его испытание
в Германии- НКПС, Транспечать, М-, 1927.
14.	Д м и т р и е в В. А. Важные вопросы дальнейшего развития теп-
ловозной тяги на дорогах СССР. «Железнодорожный транспорт» № 9 за
1954 г.
15.	Д м о х о в с к и й К. К. Тепловозы. Издательство инженерно-
технических работников Московско-Кур. ж. д., М-, 1926.
16.	Железнодорожный транспорт СССР в документах Коммунистиче-
ской партии и Советского правительства 1917—1957 г. Трансжелдориздат».
М., 1957.
17.	Жил ин Г. А., Мал инов М. С. Важные проблемы перспек-
тивного тепловозостроения. «Железнодорожный транспорт» № 10 за 1936 г.
18.	Зюберкрюб М- Тяговые передачи локомотивов. Перевод с
немецкого, перераб. проф. А. И. Шелестом и дополнен А. Б. Домбровским
Госжелдориздат НКПС, М.— Л., 1933-
19.	История Харьковского паровозостроительного завода. Харьковское
областное издательство, 1956.
20.	Конкурс (условия) на постройку тепловоза РСФСР. «Техника
и экономика путей сообщения» № 7 за 1922 г.
21.	Кои шин С. Н. Тепловозы. Госмашметиздат, М-, 1934.
22.	К м е т и к П. И. Мощный магистральный тепловоз ТЭЗ. «Же-
лезнодорожный транспорт»’’№ 11 за 1954 г.
208
23.	Л у гимн н Н- Г. Тепловоз и его испытание. «Локомотиво-
строение». Сборник № 7 тепловозной лаборатории МММИ, Госмашметиздат,
М. — Л.. 1934.
24.	Лобко А. Е. Электромагнитная муфта. Труды Института тепло-
энергетики, сборник № 9. 1953.
25.	Локомотиве проект 1934 г. Грузовой тепловоз с механической пе-
редачей на 2 300 а. с. Главтрансмаш,
26.	Локомотивостроенне. Сборник тепловозной лаборатории МММИ.
'Объединеняое научно-техническое издательство, №2, 5, 9, 1931—1933—
1935.
27.	Лонткевич Е. Е. Разделенный двигатель внутреннего сго-
рания. Институт научной организации. Редакционно-издательский отдел,
Ростов- н а-Дону.
28.	Львов Е. Д. К проблеме пневматических тепловозов. Изда-
тельство центрального управления печати ВСНХ СССР, М-, 1926.
29.	Малышев В. А., Шпаковский И. Д., Зейтман С. М.
Тепловоз Э871 типа 2-5-1 с электрической передачей. Редбюро Трансмаш,
М-, 1936.
30.	Насыров Р. А., ГромовС. А- Эксплуатация тепловозов
ТЭЗ. Трансжелдориздат, М-, 1957.
3). Научно-исследовательский институт ж-д. транспорта, вып. 31. Ре-
зультат испытания и паспорт тепловоза ВМ-20. Трансжелдориздат, М-, 1937
32.	Научно-исследовательский институт реконструкции тяги НКПС.
Главнейшие результаты опытов над тепловозом Ээл5. Трансжелдориздат,
М., 1934.
33.	Платонов Е. В. Электрическая схема и тяговая характеристика
‘тепловоза ВМ. «Транспортное машиностроение» №7 за 1937 г,
34.	Платонов Е. В., Степанов А. Д., Д о м а н и ц к и й С М.,
Попов С. Д. Результаты сравнительных испытаний схем автоматиче-
ского регулирования тепловозов. Трансжелдориздат, М., 1955.
35.	П о й д о А. А. Двигатели внутреннего сгорания для тепловозов
непосредственного действия. Труды М^МИ инженеров транспорта. Транс-
•желдорнздат, М., 1938.
36-	П о н д а А А., Козловский М. М., Данилов В. И.
н др. Тепловозы Да и Дб . Трансжелдориздат, М., 1947.
37.	П о й д а А. А.. К о к о ш н и с к и и Н. Г., Устройство и ремонт
тепловозов. Трансжелдориздат, М.. 1957.
38-	ПойдаА. А., Фуфрянскнй Н. А., В о л о д и и А. О.
Технико-экономическая эффективность газогенераторных тепловозов. «Же-
лезнодорожный транспорт», 1953 г.
39.	Р а к о в В. А. Локомотивы железных дорог Советского Союза.
Трансжелдориздат, М-, 1955.
40.	Р ы л ее в Г. С., К р ю г е р П. К-, К а з а к о в В. И., В и л ь -
ке в и ч Б. Н- Эксплуатация тепловозов и тепловозное хозяйство. Транс-
желдориздат, М-. 1951
41.	Сборник материалов по тепловозам. Научно-технический комитет
НКПС. вып. 24, Транспечать НКПС, М., 1926.
42.	Сборник статей. Вопросы развития железнодорожного транспорта.
Трансжелдориздат, М-, 1957.
43.	Семичастнов И. Ф. Турбопередачи тепловозов. Машгиз,
М., 1948.
44	Степанов А. Д. Пути повышения эффективности передачи
тепловозов и газотурбовозов. Машгиз, М-, 1957.
45.	С т е п а н о в А. Д. Тепловозостроение за 25 лет. «Электричество»
№9 за 1950 г.
46.	С т е п а н о в А. Д. Тепловозы н автомотрисы с электрической
передачей. Государственное энергетическое издательство. М. — Л., 1955.
47.	С л а в г о р о д с к и й Ф. Я. Опытные локомотивы. Трапсжеэдор-
яздат, М-, 1949.
209
48.	Стр у нге Б. Н-, Асеев Е. Н. Мощный двигатель для магист-
ральных тепловозов. «Железнодорожный транспорт» №8 за 1957 г Транс-
желдориздат, М-, 1957.
49.	С у б о ч Н. И. Тепловозы с электрической передачей Ов-л. ОНТИ.
НКТП, 1934.
50.	Тезисы докладов. Научная конференция секции вузов по пробле-
мам локомотнвостроения. Харьков, 1957.
51.	Тепловозы. «Машиностроение». Энциклопедический справочник т. 13.
Машгиз, 1949.
52.	Тепловозы, мотовозы, автомотрисы н дизель-поезда. «Технический
сборник железнодорожного издательства», т. 6, Трансжелдориздат, М-.
1952.
53.	Т е р т ы ч к о Н. А., Кузнецов Т. Ф. Новый магистральный
тепловоз ТЭЗ. Трансжелдориздат, М., 1955.
54.	Т е р т ы ч к о Н. А., Кузнецов Т. Ф- Тепловоз ТЭ2. Госу-
дарственное транспортное железнодорожное издательство, М., 1952.
55.	Фуфрянскнй Н. А. Испытания н эксплуатация мотовозов
на генераторном газе из антрацита. Известия Ростовского института инже-
неров железнодорожного транспорта, 1936.
56.	Фуфр янский Н. А. и др. Развитие научных исследований
в области локомотивной тяги и электрификации железных дорог. «Вестник
Всесоюзного научно-исследовательского института жетезиодорожного транс-
порта» № 6, М-. за 1957 г.
57.	Ф у ф р я и с к и й Н- А. Развитие тепловозной тяги. Трансжел-
дориздат, 1959.
58.	Хлебников Г. К- Газовые тепловозы. Транспортное машино-
строение. Научно-технический сборник № 1. Издание редбюро Трансмаш»
М-, 1936.
59.	X л е б и и к о в Г. К- Мотовозы. Конструкция и эксплуатация.
Трансжетдориздат, М., 1939.
60.	X о х л о в Т. И. Газогенераторным тепловоз ТЭ4 и результаты
его испытания. «Железнодорожный транспорт» № 10, Трансжелдориздат»
М., за 1955 г.
61.	X о х л о в Т. Н., Платонов Е. В. Паспорт тепловоза серии
ТЭ1. Труды ЦНИИ, вып. 34, Трансжелдоризтат, М-, 1949.
62.	Хохлов Т. Н., Платонов Е. В. Тепловоз серии ТЭ2, ре-
зультаты тягово-технических испытаний. Трансжелдориздат, М-, 1952.
63.	X о х л о в Т. Я., Рудая К- И- Паспорт тепловоза серии Да-
Труды ЦНИИ, вып. 19. Трансжелдориздат, М-, 1948.
64.	X о х л о в Т. Н., Ф у ф р я н с к и й Н- А., В о л о д и н А. И.
Газогенераторные тепловозы и результаты их тягово-эксплуатационных
испытаний. «Техника железных дорог» за 1953 г.
65.	Центральный научно-исследовательский институт НКПС, первый
сборник. Тепловоз с электрической передачей Ээл2, ОГИЗ, Гострансиздат,
М.— Л., 1931.
66.	Центральный научно-исследоватетьский тепловозный институт НКПС,
второй сборник. Тепловоз с механической передачей Эм*3, ОГИЗ— Гос-
трансиздат, М. — Л., 1931.
67.	Ш е л е с т А. Н. Проблемы экономичных локомотивов. Тепло-
технический институт, М-, 1923.
68.	Ш е л е с т А Н. Тепловозы под редакцией П. А. Шелеста. Машгиз,
М., 1957.
69.	Шелест А Н- Тепловозы. Техническая энциклопедия. Т. 22,
ОГИЗ, РСФСР, М., 1933., стр. 903—913.
70.	Шелест А. Н и др. Тепловозы. Энциклопедический справочник
«Машиностроение», т. 13, Машгиз, М-, 1949, стр. 495—608.
71.	Ш и ш кин К. А. К двадцатипятилетию постройки первого теп-
ловоза н СССР. «Техника железных дорог» № 11 за 1949 г., стр. 30—31.
72.	Шишкин К- А- Перспективы развития тепловозной тяги в
СССР. «Техника железных дорог» № 8 за 1944 г.
210
73.	Шишкин К- Л.. I у р свич А. Н., Степанов А. Д.,
Платонов Е. В. Советские тепловозы, Машгиз, М-» 1956.
74.	Шишкин К- А. Советский Союз— родина магистральных теп-
ловозов, труды по истории техники, вып. 21. Издательство Академик
наук СССР, М., 1954.
75.	Я к о б с о и П. В. Результаты испытания тепловоза ТЭ2. «Же-
лезнодорожный транспорт» №4 за 1950 г., стр. 44—51.
76.	Якобсон П. В. СССР — родина тепловоза. «Электрическая
и тепловозная тяга», орган МПС № II, М-, 1957.
77.	Я к о б с о и П- В. Перспективы применения тепловозов на же-
лезных дорогах СССР. «Железнодорожный транспорт» №10—II, Транс-
желдориздат. М-. 1945.
78.	Я к о б с о и П- В. Тепловоз. Гостранснздат, М. — Л-, 1932.
79.	Ядов И. Ф. Тепловоз двойного расширения продуктов горения.
Издание совета нефтяной промышленности. М.— Л., 1925.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Ют автора ....................................
Глава	I.	Проблема экономичного локомотива	5
Глава	II.	Первые проекты тепловозов ....	11
Глава	III.	Начало тепловозостроения в СССР	. .	24
Тепловоз по проекту Я- М. Гаккеля . .	29
Тепловоз Ээл2 ...	........... 35
Тепловоз Э«х3 ................................... 43
Тепловоз по проекту А. Н. Шелеста . . ............59
Опытная тепловозная база НКПС...................;	61
Глава IV. Тепловозостроение в СССР до Великой Отечественной
войны....................................................... ...	64
Тепловозы непосредственного действия .	66
Тепловозы с газовой передачей ....	85
Тепловозы с механической передачей .	93
Тепловозы с электрической передачей ...	.101
Газогенераторные тепловозы.........................125
Глава V. Тепловозостроение в СССР после Великой Отечествен-
ной войны...................................................... 137
Тепловозы с электрической передачей	.	140
Тепловозы с гидравлической передачей	.	185
Глава VI. Дизельные поезда ...................................  201
Заключение ....................................... 205
Использованная литература .	208
Петр Васильевич Якобсон
ИСТОРИЯ ТЕПЛОВОЗА В СССР
Обложка художника И. А. Байтина
Технический редактор Е. Н. Боброва Корректор Н. Г. Коптяжина
Сдано в набор 29/IV 1960 г. Подписано к печати 30/VII 1960 г.
формат бумаги 60x92'/,. Печатных листов 13“/, (3 вкл.1. бум. листов 6.875.
учетно-изд. листов 14.28 Тираж 3 000 Т08174 ЖДИЗ 14794. Зак. тип. 346
Цена 7 р. IS к. Переплет 2 р. (С 1/1 1961 г. цена 72 к., переплет 20 К.>
ТРАНСЖЕЛДОРИЗДАТ. Москва. Басманный туп,. 6а
1-я типография Трансжелдориздата МПС. Москва. Б. Переяславская. 46
ОПЕЧАТКА
к книге «История тепловоза в СССР»
Стра- ница	Строка	Напечатано	Следует читать	По чьей вине
12	6 сверху|	(1905—1813 гг.)	(1905—1913 гг.)	типографии
Зак. 346