Тепловоз ЧМЭ2

Поезда - Тепловозы маневровые с электропередачей

Параллельно с получением маневровых тепловозов ВМЭ1 из Венгерской Народной Республики на дороги Советского Союза с 1958 г. начали поступать маневровые тепловозы типа 2о-2о с электрической передачей, построенные заводами ЧКД-Прага в Чехословацкой Социалистической Республике. Механическая часть и дизели для тепловозов изготовлены заводом ЧКД-Соколово, входящим в это объединение, электрическое оборудование - другим Пражским заводом, также входящим в это объединение. Завод ЧКД-Соколово, основанный в 1871 г., ранее строивший паровозы, выпустил в 1957 г. несколько тепловозов типа 2о-2о, получивших на железных дорогах Чехословакии обозначение серии Т435. Эти тепловозы решено было использовать для маневровой работы и обслуживания небольших пригородных и грузовых поездов. Результаты эксплуатации тепловозов Т435 были вполне удовлетворительные и в 1958 г. Советский Союз приобрел два первых опытных тепловоза этого типа. В отличие от тепловозов Т435, у тепловозов, предназначенных для СССР, были установлены автосцепки при сохранении буферов и соответственно переконструирована рама кузова, что вызвало увеличение сцепного веса с 60 до 62 т. Максимальная скорость была поднята с 60 до 70 км/ч. Тепловозы получили обозначение серии ЧМЭ2 №001 и 002 (чехословацкие маневровые с электрической передачей, 2-й тип; под 1-м типом подразумевался тепловоз серии ВМЭ1).

Кузов тепловоза представляет собой главную раму цельносварной конструкции, на которой размещены капот и кабина машиниста. Капот состоит из двух частей - под одной расположен дизель-генератор, под второй - холодильник, компрессор и главные воздушные резервуары. Тяговое и тормозное усилие от тележек передается кузову через шкворни большого диаметра, имеющие каналы для подачи охлаждающего воздуха в тяговые электродвигатели. Вокруг шкворней имеются широкие кольцевые опорные поверхности, через которые передается вес кузова на тележки. Рамы двухосных тележек сварены из стальных отлитых элементов и листовой стали. Они через листовые рессоры и цилиндрические винтовые пружины опираются на фасонные балансиры, а последние в свою очередь - на буксы. Через листовые рессоры передается около 75% веса надрессорного строения, остальная часть - через цилиндрические винтовые пружины. Буксы имеют роликовые сферические подшипники СКФ с внутренним диаметром 130 мм. Диаметр колес при новых бандажах 1050 мм. Подвеска тяговых электродвигателей - опорно-осевая; передача от них односторонняя прямозубая с передаточным отношением 14:77=1:5,5 (у тепловоза Т435 15:76). Торможение тепловоза-двустороннее.

На тепловозе установлен четырехтактный шестицилиндровый однорядный дизель 6S310-DR, специально спроектированный для тепловозов. Диаметр цилиндров - 310 мм, ход поршня 360 мм, охлаждение дизеля водяное, впрыск топлива непосредственный. При скорости вращения вала 750 об/мин двигатель развивает длительную мощность 750 л. с., регулируемая скорость вращения вала - 350-750 об/мин. Дизель оборудован механическим регулятором с гидравлическим усилителем, а также ограничителем, препятствующим повышению скорости вращения вала выше 825 об/мин. Общий вес дизеля - 10500 кг. Расход топлива при полной мощности не более 165 г/э.л.с.ч.

Дизель непосредственно соединен с главным генератором SS-86/38x8. Генератор представляет собой восьмиполюсную машину постоянного тока с дополнительными полюсами. Номинальная мощность генератора при скорости вращения якоря 750 об/мин - 470 квт, длительный ток - 1130 а, номинальное напряжение 470 в, максимальное - 1030 в. Генератор имеет независимую обмотку, работающую на тяговом режиме и специальную последовательную, которая работает во время пуска дизеля, когда генератор питается от аккумуляторной батареи. Генератор - самовентилирующийся с изоляцией обмоток класса В. Вес его 4930 кг.

На генераторе установлен двухмашинный агрегат (возбудитель и вспомогательный генератор) SS-18/12X4, приводимый от вала генератора ременным приводом. Скорость вращения вала агрегата 2375 об/мин при 750 об/мин вала генератора. Номинальная мощность возбудителя - 5,5 квт (напряжение 1256, ток 44 а); возбуждение его смешанное: имеется регулируемая обмотка, обмотка, включенная последовательно с якорем главного генератора, и параллельная обмотка, которые обеспечивают постоянство мощности главного генератора. Вспомогательный генератор имеет номинальную мощность 5,5 квт (140 в, 39 а).

Тяговые электродвигатели ТМа-43/37-4 - четырехполюсные с принудительной вентиляцией; номинальная мощность их-103 квт (напряжение 235 в, ток 500 а) при скорости вращения вала 400 об/мин. Максимальная скорость вращения - 1960 об/мин. Вес электродвигателя 2320 кг. Тяговые электродвигатели попарно включены последовательно, а две группы их - между собой параллельно.

Управление тепловозом на тяговом режиме осуществляется контроллером машиниста, воздействующим через электромагнитную систему на скорость вращения дизель-генератора и в пусковом режиме на независимое возбуждение возбудителя. Главная рукоятка контроллера имеет девять рабочих позиций. На последней позиции возможно ослабление поля тяговых электродвигателей до 50%. Управлять тепловозом можно и по системе многих единиц.

Электрическая передача тепловоза обеспечивает использование полной мощности дизеля на значительной части диапазона скоростей локомотива.

На тепловозе установлена щелочная аккумуляторная батарея KD25 из 80 элементов (номинальное напряжение 105 в) емкостью 250 а-ч. Локомотив оборудован пневматическими тормозами с краном машиниста Шкода N/0 и прямодействующим тормозом. Компрессор типа 2х(155х125)/100 производительностью 2000 л/мин при 750 об/мин приводится от дизеля через упругую муфту. Для отопления кабины машиниста в нее подается вентилятором воздух, нагретый водой, охлаждающей дизель. Кроме того, имеется автоматическое тепловоздушное оборудование, работающее при бездействующем дизеле.

Тепловоз имеет запас топлива 2500 кг, масла 400 кг, воды 710 кг и песка 700 кг.

Тепловоз при разгоне может развивать силу тяги 16000-19000 кГ, длительная сила тяги при скорости 14 км/ч - 10400 кГ.

Один из опытных тепловозов - тепловоз ЧМЭ2-002 - в 1959 г. прошел испытания на экспериментальном кольце ЦНИИ МПС, в результате которых была дана общая положительная оценка локомотиву и внесены предложения об улучшении его конструкции и, в частности, об увеличении сцепного веса до 72 т, об обеспечении длительной работы теплозоза с полной мощностью дизеля при скорости ниже 10 км/ч, улучшении использования мощности дизеля в диапазоне скорости от 45 до 70 км/ч (при скорости 70 км/ч мощность дизеля использована на 64% от максимальной).

В 1959-1960 гг. на дороги Советского Союза поступали тепловозы ЧМЭ2, у которых в отличие от опытных сцепной вес в рабочем состоянии был доведен до 64 т (конструктивный вес 60 т) и соответственно повышена сила тяги, ограниченная сцеплением.

Если на тепловозах первых выпусков вентилятор холодильника не выключался и температура воды и масла регулировалась лишь закрытием и открытием боковых и верхних жалюзи, то, начиная с тепловоза №033, термостат стал управлять не только положением жалюзи, но и муфтой привода вентилятора.

Начиная с тепловоза №063 в конструкцию локомотива введены существенные изменения.

Длина тепловоза между осями автосцепок увеличена на 800 мм, ширина - на 113 мм и высота - на 170 мм. Рама тепловоза усилена (на предыдущих тепловозах появились трещины в рамах) и для облегчения осмотртележек и тяговых электродвигателей несколько приподнята. На локомотивах установлен незначительно измененный по конструкции главный генератор ТД-868 (мощностью 470 кет) и тяговые электродвигатели ТМ6-43/37-4. Для более удобного доступа к главному генератору и агрегатам, установленным в шахте холодильника, из-под капота вынесено некоторое оборудование. На тепловозах установлен дополнительный водяной термостат для управления муфтой привода вентилятора и боковых жалюзи. Поставлен в шахте холодильника охладитель воздуха сжатого компрессором. Увеличен объем главных резервуаров с 700 до 1000 л.

Для предотвращения возможности разноса дизеля на каждой секции насоса установлены ограничители топливных реек. Объем топливных баков увеличен до 3500 л. Сделаны и другие более мелкие изменения. В результате вес тепловоза в служебном состоянии увеличился на 10 т и составил 74 т (конструктивный вес тепловоза 68 т). Повысилась и максимальная скорость до 80 км/ч.

Начиная с тепловоза №113 (выпуск 1961 г.), для увеличения производительности компрессора в приводе к нему установлен гидродинамический редуктор, состоящий из двух гидромуфт: при этом производительность компрессора при скорости вращения вала дизеля 350 об/мин поднялась до 1420 л/мин. Одновременно на локомотивах пневматический привод управления муфтой вентилятора заменен на гидропривод.

С тепловоза №133 начали устанавливать тяговые электродвигатели ТЭ-004 мощностью 103 квт.

С тепловоза №211 вместо челюстных тележек начали применять более совершенные и надежные в эксплуатации бесчелюстные тележки. Одновременно увеличен диаметр шеек колесных пар с 130 до 170 мм.

С этого же локомотива аккумуляторная батарея KD25, выпуск которой был прекращен, заменена батареей ГИ15 емкостью 150 а-ч. Эта батарея стартерного типа и лучше переносит кратковременные повторные перегрузки. Тепловозы ЧМЭ2 строились до 1965 г. включительно.