Опытные тепловозы ТЭП75

Поезда - Тепловозы с электро-механической передачей

Для неэлектрифицированных линий, обслуживаемых двенадцатиосными тепловозами 2ТЭП60 с достаточно полным использованием их мощности, но не требующих повышения сцепного веса локомотива по сравнению с весом шестиосных тепловозов вдвое, более рациональным было бы иметь тепловозы, равные по мощности 2ТЭП60, но с одним дизелем мощностью 6000 л. с. Из двух возможных вариантов такого тепловоза-шестиосного или восьмиосного - выбор пал на шестиосный вариант, хотя он требовал создания конструкций, рассчитанных на большую мощность практически без увеличения веса. За решение такой задачи взялся коллектив специалистов Коломенского тепловозостроительного завода под руководством главного конструктора по локомотивостроению Ю.В. Хлебникова. Добившись повышения мощности тепловоза при почти одинаковом весе на 33% (тепловоз ТЭП70 по сравнению с тепловозом ТЭП60), конструкторы наметили совершить новый, еще больший скачок - увеличить мощность еще на 50%.

В начале 1976 г. Коломенский тепловозостроительный завод выпустил первый опытный шестиосный пассажирский тепловоз ТЭП75-0001 с дизелем мощностью 6000 л. с. В 1977 г. завод изготовил второй экземпляр такого тепловоза.

Кузов тепловоза ТЭП75 отличается от кузова тепловоза ТЭП70 (№0008 и выше) в основном из-за применения другого оборудования (дизеля, главного генератора, выпрямительной установки и др.); при этом длина кузова, основные несущие элементы его конструкции и внешние формы остались без изменения. Тележки, спроектированные для тепловоза ТЭП75, стали применяться и на тепловозах ТЭП70. Не изменились диаметры колес (1220 мм) и передаточное число редукторов (3,12); незначительно увеличился статический прогиб рессорного подвешивания (со 170 до 180 мм). Привод от тяговых электродвигателей к колесным парам такой же, как на тепловозах ТЭП70 с №0008, т. е. с полым карданным валом и центрированными муфтами.

В кузове тепловоза на поддизельной раме установлен дизель-генератор 20ДГ, состоящий из четырехтактного дизеля 1Д49 с двухступенчатым газотурбинным наддувом и тягового агрегата А-713У2, валы которых соединены между собой пластинчатой муфтой.

Дизель 1Д49 (20ЧН26/26) двенадцатицилиндровый с V-образным расположением цилиндров, развивающий при частоте вращения коленчатого вала 1100 об/мин номинальную мощность 6000 л.с. (4413 кВт). Масса сухого дизеля 22 600 кг, дизель-генератора-31800 кг, удельный расход топлива дизелем при номинальной мощности 158-166 г/(э.л.с - ч).

Тяговый агрегат А-713У2 состоит из тягового синхронного генератора с номинальной мощностью 4060 кВт (при частоте вращения ротора 1100 об/мин напряжение 525/770 В, ток 2Х2440/2Х 1660 А) и синхронного генератора энергоснабжения вагонов мощностью 810 кВт (напряжение 1160 В, ток 2х215 А). Агрегат изготовлен Харьковским заводом <Электротяжмаш>. Как и у тепловозов ТЭП70, на статоре тягового генератора имеются две трехфазные обмотки, соединенные по схеме <две звезды>; две статорные обмотки генератора энергоснабжения служат для возбуждения главного генератора и энергоснабжения вагонов. Оба ротора агрегата имеют по 12 полюсов.

Для преобразования вырабатываемого тяговым агрегатом переменного тока в постоянный служит выпрямительная установка УВКТ-7У2, состоящая из выпрямительной установки тягового генератора (по типу установки УВКТ-5 тепловоза ТЭП70) и выпрямительной установки генератора энергоснабжения вагонов. Номинальное напряжение выпрямленного тока для энергоснабжения вагонов 3000 В. Масса выпрямительной установки 750 кг.

Так как масса тепловоза ТЭП75 в результате достигла 147 т (по техническим условиям должна быть 138 т +3%), то для ее уменьшения с тепловоза было в дальнейшем снято оборудование энергоснабжения вагонов, за исключением самого генератора,

На опытных тепловозах установлены тяговые электродвигатели ЭД-127 номинальной мощностью 586 кВт (напряжение 715/980 В, ток 890/650 А, частота вращения якоря 950/1775 об/мин). Электродвигатель четырехполюсный с последовательным возбуждением, масса его 3200 кг. Предусмотрена одна ступень ослабления возбуждения электродвигателей. Тепловоз предполагалось оборудовать реостатным тормозом, для чего установить тормозные резисторы общей мощностью 3200 кВт на крыше кузова. Однако из-за весовых ограничений от этого отказались.

Как и на тепловозах ТЭП70, на тепловозах ТЭП75 применено централизованное воздухоснабжение всех электромашин и оборудования, требующих принудительного охлаждения. Вода дизеля охлаждается в секциях холодильника, воздух через которые прогоняется под действием вентилятора, приводимого от вала дизеля.

На тепловозе установлена аккумуляторная батарея 48ТН-450У2. Цепи управления и освещения питаются постоянным током номинальным напряжением 110 В. Для пуска дизеля служит стартер-генератор ПСГУ2, имеющий в генераторном режиме номинальную мощность 50 кВт и напряжение 110 В, а в стартерном ток не более 800 А. Компрессор ПК-5,25 производительностью 2,9 м3/мин приводится электродвигателем постоянного тока П2К-02 (мощность 25 кВт, напряжение 110 В).

Сила тяги длительного режима при скорости 70 км/ч 176 кН (18000 кгс), конструкционная скорость тепловоза 160 км/ч. Минимальный радиус проходимых тепловозом кривых 125 м. Запас топлива 8000 кг, песка 800 кг, воды дизеля 1103 кг, масла дизеля 1300 кг.

В 1976 г. на участке Голутвин - Озеры ВНИТИ провел испытания тепловоза ТЭП75-0001, уделив прежде всего внимание работе экипажной части.

По результатам этих испытаний определены оптимальное расположение гидравлических гасителей вертикальных колебаний второй ступени рессорного подвешивания и требуемые характеристики гасителей. В 1977 г. ВНИИЖТ испытывал этот же тепловоз на скоростном участке Белореченская - Майкоп Северо-Кавказской железной дороги, где исследовались динамико-прочностные качества экипажной части; в 1979 г. тепловоз поступил для эксплуатации в депо Ленинград-Варшавский.

На тепловозе ТЭП75-0002 проводились исследования влияния однопроводной системы энергоснабжения вагонов на систему автоблокировки; затем тепловоз также был направлен в депо Ленинград-Варшавский.

Значительное повышение мощности тепловоза ТЭП75 по сравнению с тепловозом ТЭП70 при сохранении шестиосной экипажной части не могло не вызвать повышение нагрузки от колесных пар на рельсы до величины, нежелательной для пассажирского локомотива с высокой конструктивной скоростью. Высокие нагрузки от колесных пар практически исключали применение электрического торможения и энергоснабжения вагонов поезда. Все это привело к прекращению работ по тепловозам ТЭП75 и началу проектирования тепловоза с дизелем мощностью 6000 л.с, и восьмиосным экипажем.