Мотовозы МГ, МА, МУ и МЗ2

Поезда - Тепловозы маневровые с электропередачей

В 1925 г. Главные мастерские Сызрано-Вяземской железной дороги были превращены в Калужский машиностроительный завод НКПС, на котором с 1929 г. было организовано производство автодрезин, а с конца 1931 г. началось изготовление мотовозов типа 0-2-0 с автомобильными бензиновыми двигателями.

Первыми мотовозами типа 0-2-0 постройки Калужского машиностроительного завода были мотовозы серии МГ с автомобильным двигателем Форд А . С этим двигателем было выпущено в 1932 г. 145 и в 1933 г.- 84 мотовоза. Затем на мотовозах стали устанавливать двигатели ГАЗ-А Горьковского автозавода. С этими двигателями было выпущено в 1933 г. 44, а в 1934 г. 100 мотовозов.

Двигатель ГАЗ-А имел четыре цилиндра диаметром 98,4 мм с ходом поршней 107,9 мм. При частоте вращения 2200 об/мин мощность двигателя составляла 40 л. с. Передача от коробки скоростей к колесным парам осуществлялась при помощи цепей и обладала низким коэффициентом полезного действия. Колеса мотовоза были чугунными типа Грифина. Посередине кузова имелось помещение для водителя шириной 2678 мм. Конструкционная масса мотовоза составляла 4 т, а с балластом - 8 т. При диаметре колес 600 мм и частоте вращения вала двигателя 2200 об/мин максимальная скорость мотовоза на каждой ступени была соответственно 10, 18 и 31,5 км/ч; максимальная сила тяги равнялась 1200 кгс.

Первые пять мотовозов серии МГ, выпущенные заводом в 1932 г., поступили для эксплуатации на Западные железные дороги. Затем их получили Московско-Казанская, Северо-Кавказская и Южные железные дороги. Работа мотовозов серии МГ на станциях участка Москва - Тихонова Пустынь Западных железных дорог в 1932 и 1933 гг. показала полную целесообразность применения мотовозов на маневрах, несмотря на небольшую их мощность и ряд конструктивных недостатков. На промежуточных станциях Апрелевка, Темкино, Крекшино и других значительно снизился простой вагонов и сборных поездов, стоимость же эксплуатации мотовозов оказалась значительно ниже, чем маневровых паровозов.

Для устранения недостатков мотовоз серии МГ перепроектировали: усилили раму и передачу, уширили кузов для того, чтобы водителю было легче наблюдать за сигналами при прицепленных к мотовозу вагонах. Кроме того, дополнительно к трехступенчатой коробке скоростей поставили двухступенчатый редуктор, т. е. общее число скоростей было доведено до шести. При частоте вращения вала двигателя 2200 об/мин и диаметре колес 600 мм мотовоз имел следующие скорости: на I ступени редуктора-5,14; 8,67 и 16,05 км/ч, на II ступени-12,1; 20,4 и 37,7 км/ч. При скорости 5,14 км/ч тяговое усилие составляло 1150 кгс, при скорости 37,7 км/ч оно снижалось до 157 кгс. Последние две ступени из-за очень малого усилия тяги при работе мотовоза практически не использовались и лишь усложняли передачу.

Перепроектированный мотовоз серии МГ с двигателем ГАЗ-А мощностью 40 л. с. получил обозначение серии МУ, что означало мотовоз усиленный. Его конструктивная масса составила 6,9 т.

Всего было построено 373 мотовоза серий МГ и МУ.

По заключению Научно-исследовательского института реконструкции тяги, проводившего испытания мотовоза серии МУ, он как маломощный должен был использоваться главным образом на станционных работах у пакгаузов, на складах и стройках для подачи отдельных вагонов; в случае же применения мотовозов этого типа для перевозок между станциями масса состава должна была ограничиваться и составлять для перегонов с подъемами до 0,5% - 50 т, для перегонов с подъемами 0,5-1,2% - 25 т. Максимальная масса состава при маневрах на станциях была установлен в 80 т.

В 1933 г. Калужский машиностроительный завод, кроме мотовозов серии МУ, выпускал мотовозы типа 0-2-0 серии МА с автомобильными четырехтактными двигателями АМО-3 (ЗИС-3). Двигатель АМО-3 имел шесть цилиндров диаметром 95,25 мм с ходом поршней 114,3 мм и при частоте вращения 2000 об/мин развивал мощность 60 л. с. Максимальная частота вращения двигателя равнялась 2400 об/мин, максимальная мощность - 67 л. с. Коробка скоростей мотовоза серии МА имела четыре ступени, обеспечивавшие скорости соответственно 5; 9,4; 15,2 и 27 км/ч. Конструктивная масса мотовоза была 6 т, масса в рабочем состоянии (с балластом) - 14 т, ширина кузова-3000 мм; диаметр колес составлял 600 мм.

Всего завод построил 240 мотовозов серии МА. Один из них испытывался комиссией НКПС на перегонах Калуга - Азарово, Калуга - Алексин и станции Калуга. При езде на четвертой ступени на подъемах 5 - 10%о с одним прицепленным двухосным груженым вагоном двигатель быстро снижал частоту вращения, поэтому четвертую ступень можно было включать лишь при езде по уклонам или на площадках с малым прицепным грузом.

Мотовоз серии МА при езде с грузом на подъемах мог работать на первой и второй ступенях, развивая при 1760 об/мин вала двигателя скорость соответственно 4,3 и 7,5 км/ч. В связи с этим обстоятельством, а также низкой максимальной скоростью по механической части (27 км/ч) данные мотовозы были наиболее пригодны для станционных маневровых работ, на стройках, в складских и заводских парках. Использовать мотовозы серии МА для подачи вагонов с промежуточных станций к узловым пунктам было возможно лишь на малозагруженных участках из-за длительного занятия перегонов. Проведенные опыты показали, что мотовоз серии МА при скорости 4 км/ч развивал максимальную касательную силу тяги 2450 кгс, при скорости 7,5 км/ч - 1360 кгс и мог возить на площадках груз массой 280 т, на подъемах 0,5% - 170 т, на подъемах 0,8% - 120 т при скорости 4 км/ч.

Один из мотовозов серии МА Калужский машиностроительный завод приспособил для вождения местных пассажирских поездов на участке Сухиничи - Козельск, для чего в реверсе была установлена еще одна передача, позволявшая получить скорости 8, 15, 25 и 44 км/ч. Поезд при этом состоял из изготовленных тем же Калужским заводом 5 легких вагонов вместимостью по 40 человек.

При эксплуатации мотовозов серий МУ и МА было выявлено, что у быстроходных автомобильных двигателей ГАЗ-А и АМО-3 при установке на мотовозах (где они большую часть времени работали с высокой нагрузкой и на малых скоростях) происходил, несмотря на их надежную конструкцию, быстрый износ отдельных частей. Поэтому нельзя было считать удачным выбор автомобильных двигателей для мотовозной службы, особенно в комбинации их со сложной механической передачей. Механическая передача, состоявшая из автомобильной коробки скоростей, дополнительного редуктора, реверса и цепей Галля, передававших движение к колесным парам, представляла собой слишком длинную кинематическую цепь. Ее коэффициент полезного действия для разных ступеней колебался от 0,65 до 0,7, тогда как в механических передачах других конструкций он не ниже 0,85; потери в передаче значительно снижали и без того низкие тяговые качества мотовоза.

Большое развитие в 30-х годах автотранспорта и авиации, для которых бензин служил основным видом топлива, ограничивало его применение на локомотивах; это обстоятельство препятствовало также постройке большого количества мотовозов с автомобильными двигателями.

На основаини изложенного Научно-исследовательский институт реконструкции тяги в 1934 г. предлагал:
- в последующих выпусках мотовозов перейти на мощности не менее 125 л. с. и на нефтяное топливо (дизели транспортного тип а такой мощности в то время уже начинали выпускать);
- разработать специальную передачу для мотовоза;
- увеличить скорость мотовоза до 35 - 40 км/ч для движения на перегонах.

Однако Калужский машиностроительный завод вместо постройки мотовозов с дизелями произвел очередное усиление мотовоза с автомобильным двигателем. На мотовозах стали ставить мощный бензиновый четырехтактный двигатель ЗИС-5 Московского автомобильного завода им. Сталина. Этот двигатель имел шесть цилиндров диаметром 101,6 мм с ходом поршней 114,3 мм; номинальная мощность двигателя при 2200 об/мин равнялась 73 л. с., максимальная частота вращения - 2400 об/мин, максимальная мощность - 75 л. с. Были заново спроектированы кузов и ходовые части. Ширина кузова была доведена до 3255 мм. Новый мотовоз получил обозначение серии МЗ2 что означало мотовоз с двигателем ЗИС, двухосный.

Конструкционная масса мотовоза составила 8 т, масса с балластом - 12 т; коробка скоростей имела четыре ступени, обеспечивавшие получение скоростей 5,7; 10,1; 20,5 и 37,7 км/ч при частоте вращения двигателя 2200 об/мин. При скорости 5,4 км/ч мотовоз во время испытаний развивал касательное тяговое усилие 2100 кгс, а на четвертой ступени при скорости 26 км/ч - 460 кгс. Коэффициент полезного действия коробки скоростей, реверса и цепей Галля у мотовоза серии МЗ2 оказался также очень низким.

Рама была выполнена сварной, колеса - цельнолитыми диаметром 850 мм, упряжной прибор - по типу вагонного. Мотовоз был снабжен ручным тормозом с четырьмя колодками на каждую ось и сигнальной автомобильной сиреной.

Мотовозы серии МЗ2 полностью изготавливались Калужским машиностроительным заводом, за исключением двигателя и коробки скоростей, которые поставлял Московский автомобильный завод им. Сталина. Строились эти мотовозы с 1933 г. до начала Великой Отечественной войны. Их выпуск до 1939 г.:

Годы 1933 1934 1935 1936 1937 1938 1939 Всего Количество мотовозов - 440 924 615 599 435 336 3339 То же без двигателей 10 - 7 18 - - - 35

Мотовозы серии МЗ2 использовались в маневровой работе на железнодорожных станциях, на подъездных путях, стройках, различных хозяйственных работах и т. д.

Низкая мощность, малый сцепной вес и несовершенство конструкции привели к сравнительно быстрому отставлению от работы большого количества мотовозов. В первую очередь были сняты с эксплуатации мотовозы серий МГ, МУ и МА, которые проработали в среднем не более 5-8 лет.

С целью опытной проверки целесообразности использования в качестве топлива для мотовозов природных или заводских газов в 1937 г. Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта переоборудовал мотовоз серии МЗ2 для работы на газе из московской городской сети. На этом мотовозе в одном из балластных ящиков были установлены стандартные сорокалитровые кислородные баллоны общим объемом 0,64 м3. Из этих баллонов сжатый до 150 кгс/см2 светильный газ подавался к редуктору, где давление снижалось до атмосферного, и далее в смеситель и цилиндры двигателя. Во время испытаний, проведенных в 1938 г. на экспериментальном кольце НИИЖТа, было выявлено, что перевод двигателя ЗИС-5 с бензина на газ снижает его мощность на 4% из-за уменьшения теплоты сгорания смеси. Переход двигателя с бензина на газ и обратно не вызывал никаких затруднений.