Тепловоз ТУ4

Поезда - Тепловозы с электро-механической передачей

В середине 60-х годов, в связи с увеличением объемов перевозок на УЖД лесной промышленности, возникла потребность в локомотивах с большей мощностью, чем у существовавших на тот момент тепловозов. В виду специфики узкоколейного транспорта (состояние пути, наличие кривых малого радиуса) которая ограничивала длину поездов, достаточно было достигнуть мощности тепловозов в 400 л. с., с возможностью работы (при необходимости) двух локомотивов по системе многих единиц. Тепловозы ТУ2 и ТУ3, выпускавшиеся в то время имели чрезмерно большую нагрузку на ось (8 т) и довольно сложную для промышленного железнодорожного транспорта электрическую передачу. Да и пресловутый кузов вагонного типа, которым обладали эти тепловозы, в условиях частой смены направления движения и усиленного наблюдения за составом и путями не мог быть удобным для локомотивных бригад.
Вышеизложенное требовало от конструкторов создания нового локомотива с простой по конструкции и неприхотливой в обслуживании передачей. На основе выполненных ранее разработок (тепловозы ТУг4 и ТУгм4) и опыта эксплуатации маневровых локомотивов на широкой колее ЦНИИМЭ совместно с Камбарским машиностроительным заводом (КМЗ) приступает к разработке нового типа узкоколейного локомотива с гидравлической передачей, который получает обозначение ТУ4 (тепловоз узкоколейный, 4-й тип).
В 1962 году Камбарский машиностроительный завод выпустил первый тепловоз ТУ4-001. В качестве силовой установки на тепловозе применен дизель У1Д6-250ТКС3, мощностью 250 л.с. с газотурбинным наддувом. Аналогичные дизели применяются на локомотивах и дрезинах широкой колеи, на судах, энергосиловых установках и других механизмах. Передача крутящего момента от дизеля к колесным парам осуществляется при помощи гидропередачи, состоящей из гидротрансформатора ГТК-II и двухступенчатой реверсивной коробки передач. Гидропередача изготавливалась Калужским машиностроительным заводом и получила обозначение УГП-230 (унифицированная гидропередача, передаваемая мощность 230 л.с.). Гидропередачи изготавливались в двух вариантах – с режимным редуктором для тепловозов серии ТГК2 и дрезин ДГК и без него для тепловозов ТУ4.
Включение необходимой передачи в коробке осуществляется подачей масла в механизм фрикционов первой или второй ступени. Переключение ступеней с первой на вторую и обратно можно производить на ходу, для более плавного трогания локомотива гидропередача оборудована клапанами плавного включения фрикционов. Реверсирование тепловоза осуществляется вводом в кинематическую цепь «паразитной» шестерни. Вилка переключения реверса через систему тяг и механизм блокировки соединена со штурвалом на столе управления. От гидропередачи через карданные валы и осевые редуктора крутящий момент передается колесным парам. Тележки тепловоза схожи по конструкции с тележками ранее выпускаемых тепловозов ТУ2МК, однако немного изменено рессорное подвешивание и введены гидравлические гасители колебаний (заимствованы от автомобиля ГАЗ-51, от которых в последствии отказались). Кузов тепловоза капотного типа, с кабиной расположенной между двумя капотами. Под передним располагается все силовое оборудование, под задним – аккумуляторные батареи и ящик для инструмента. В процессе выпуска вносились изменения в конструкцию кузова - сначала тепловозы строили с малой кабиной, затем размер кабины увеличили, и только после увеличили боковые окна. Конструкция рамы тоже претерпевала изменения, буферные фонари и прожектор кочевали по кузову тепловоза. Причем все вышеперечисленные изменения делались постепенно, так что существовали (и существуют) различные переходные формы кузовов ТУ4.
Помимо кузова в процессе постройки вносились изменения и в конструкцию силовых агрегатов: после испытания установочной партии изменили конструкцию привода компрессора ВВ0,7/8, затем радиаторы воды и масла (на первых тепловозах от трактора С-100) заменили стандартными секциями Луганского тепловозостроительного завода, теплообменник масла гидропередачи заменили на воздушные секции, размещенные рядом с остальными секциями холодильника. Несколько раз изменялась электрическая схема локомотива, управление гидропередачей выполнили при помощи электрогидравлических вентилей (на тепловозах первых выпусков при помощи золотникового крана). На машинах 3000-ных номеров блок насосов гидропередачи разместили непосредственно на корпусе гидротрансформатора, а не на выносной консоли как было ранее, это позволило предотвратить повреждения насосов при сходах с рельс и при обрывах карданных валов.
Все приборы управления локомотивом сосредоточены в кабине на столе управления (аналогичные конструкции столов управления применяются на тепловозах ТГМ3, ТГК2, дрезинах ДГК), управлять локомотивом можно как с правой, так и с левой стороны, для чего все рукоятки управления дублированы, а приборы контроля расположены по центру стола. Первоначально управлять тепловозом предполагалось стоя (по аналогии с паровозами), поэтому сиденья машиниста в кабине появились не сразу, изначально устанавливались лишь две откидные скамейки на дверях для отдыха во время стоянок.
Тепловозы ТУ4 строились по 1974 год, за этот период было построено не менее 3155 тепловозов. Выпуск тепловозов ТУ4 был прекращен в связи с созданием и началом серийного выпуска облегченной модификации тепловоза ТУ7. Сочетание относительно высокой мощности и массы локомотива 18 т позволяло ТУ4 работать как на усах и времянках, так и на магистралях. Тепловозы ТУ4 помимо колеи 750 мм строились также на колею 900 и 1000 мм.