Тепловозы ТЭ10

Поезда - Тепловозы с электро-механической передачей

тепловозы тэ10


В 1957 г. Харьковский завод транспортного машиностроения им. В. А. Малышева совместно с Харьковским заводом Электротяжмаш разработал проект шестносного грузового тепловоза с электрической передачей и дизелем мощностью 3000 л. с. Проект нового дизеля 9Д100 для тепловоза разработан под руководством главного конструктора по дизелестроению завода им. В. А. Малышева В. Н. Струнге, электрическое оборудование - под руководством главного конструктора завода Электротяжмаш В. А. Васильева и тепловоз в целом - под руководством главного конструктора по локомотивостроению завода им. В. А. Малышева А. А. Кирнарского.

При проектировании нового тепловоза, имеющего мощность на 50% больше, чем у секции тепловоза ТЭ3, и незначительном увеличении веса локомотива перед работниками заводов возник ряд сложных вопросов, потребовавших проведения теоретических и экспериментальных работ и новых конструктивных решений отдельных узлов.

Наибольшие затруднения при проектировании тепловоза встретило создание двенадцатицнлнндрового дизеля 9Д100 с наддувом, повышенной экономичности и надежности и достаточной долговечности на базе дизеля 2Д100; разработка ходовой части тепловоза с минимальным весом и улучшенными тормозными и динамическими характеристиками и выполнение более совершенной схемы электропередачи, а также надежных в эксплуатации электрических машин.

Первый тепловоз новой конструкции, получивший обозначение ТЭ10-001, построен в ноябре 1958 г., в канун 41-й годовщины Великой Октябрьской революции.

Кузов и его рама представляют собой единую цельнонесущую конструкцию, выполненную из набора сварных продольных и поперечных элементов жесткости. Стенки кузова - это фермы без раскосов с равномерно распределенными стойками. Стенки кабины машиниста являются продолжением стенок кузова и, таким образом, также включены в единую несущую конструкцию кузова тепловоза.

Применение кузова несущей конструкции было вызвано стремлением снизить его вес, который на 4150 кг получился меньше, чем у кузова с несущей рамой (18850 кг против 23000 кг), но незначительно легче кузова секции тепловоза ТЭ3 (18950 кг). До тепловоза ТЭ10-001 цельнонесущие кузова применялись на электровозах серии ЧС1 и вагонах электропоездов серии ЭР1. Кузов тепловоза опирается на две трехосные тележки. Передача вертикальной нагрузки на тележки осуществлена так же, как на тепловозе ТЭ3 - в четырех точках через опоры с роликами, перемещающимися по плоскостям с углом наклона 2о.

Тяговое и тормозные усилия от тележек к кузову передаются через центральные шкворни.

Тележки нового тепловоза унифицированы по основным элементам с тележкой тепловоза ТЭ3. Они имеют более эластичное рессорное подвешивание, двустороннее расположение тормозных колодок и малогабаритные буксы колесных пар. На каждой тележке размещено по четыре бункера песочниц. В связи с этими изменениями и увеличением нагрузки на тележку боковые рамы усилены и удлинены, толщина нижних листов боковины увеличена с 20 до 25 мм, а сами листы выполнены из низколегированной стали.

Шкворневая балка литая, таврового сечения. Чтобы повысить эксплуатационную надежность тележки, все поперечные швы и приварные детали с нижних поясов боковин удалены.

Рессорное подвешивание, как и у тележек тепловоза ТЭ3, двухточечное. Каждая точка подвешивания состоит из двух комплектов концевых цилиндрических пружин и двух комплектов рессорного подвешивания, соединенных между собой подвесками и балансирами. В комплект рессорного подвешивания входят две цилиндрические пружины и размещенная между ними 14-листовая рессора. Листовая рессора и пружины работают последовательно. Статический прогиб рессорного подвешивания 71 мм (жесткость - 695 кГ/мм), т. е. больше, чем у тепловозов ТЭ3. Буксы имеют роликовые подшипники ЦКБ-1527 с цилиндрическими роликами и осевые упоры с пружинами.

Для более равномерного распределения нагрузок на ролики в зоне их нагружения нагрузка на корпус буксы передается на вертикальные стенки корпуса через арку . Применение такой конструкции уменьшает необрессоренный вес каждой оси по сравнению с тепловозом ТЭ3 на 90 кг. Диаметр колес новых колесных пар - 1050 мм.

Тяговые электродвигатели имеют опорно-осевую подвеску; редуктор выполнен односторонним с передаточным числом 15:68=1:4,53 (модуль 11).

В средней части тепловоза, на раме кузова, расположена силовая установка, состоящая из дизеля 9Д100 и соединенного с ним полужесткой муфтой главного генератора Л1ПТ-120/49. Дизель и генератор смонтированы на общей поддизельной раме сварной конструкции, которая является одновременно и картером дизеля.

Дизель 9Д100 имеет такие же размеры цилиндров (диаметр 207 мм), ход поршней (2х254 мм) и скорость вращения при номинальной мощности 3000 л. с. (850 об/ман), как и дизель 2Д100. Повышение мощности каждого цилиндра с 200 до 250 л. с. достигнуто за счет повышения давления наддува до 1,85 кГ/см2.

Коэффициент избытка воздуха у дизеля увеличился с 1,86 до 2,4, а максимальное давление сгорания с 84 до 94 кГ/см2. Минимальная скорость вращения валов дизеля - 400 об/мин. Расход топлива у нового дизеля при номинальной мощности составил 163 г/э. л. с. ч.

Дизель 9Д100 с рамой весит 22 350 кг против 19 000 кг дизеля 2Д100, т. е. удельный вес дизеля снизился с 9,8 до 7,45 кг/л. с.

Наддувочный воздух нагнетается воздуходувками, затем охлаждается и после этого центробежным нагнетателем подается в цилиндры дизеля. Использование для турбовоздуходувок энергии отработавших газов повысило экономичность дизеля. Охлаждение продувочного воздуха выполнено в виде укороченных секций холодильника, применяемого для охлаждения воды.

Главный генератор МПТ-120/49 представляет собой десятиполюсную машину постоянного тока с независимым возбуждением и принудительной вентиляцией. Машина не имеет компенсационной обмотки. При скорости вращения якоря 850 об/мин генератор развивает номинальную мощность 2000 квт (напряжение 470 в, ток 4 260 а). Максимальное напряжение — 650 в при токе 3080 а. Вес генератора 9 020 кг.

Главный генератор используется также в качестве электродвигателя с последовательным возбуждением, работающим от аккумуляторной батареи во время пуска дизеля.

На тепловозе установлены новые тяговые электродвигатели ЭДТ-340А, спроектированные и изготовленные Харьковским заводом «Электротяжмаш» для газотурбовоза Г1-01. Номинальная мощность этих электродвигателей при работе на тепловозе 307 к т (470 в, 710 а), скорость вращения якоря — 590 об/мин, максимальная скорость вращения — 2240 об/мин. Электродвигатели имеют по четыре главных и четыре дополнительных полюса, обмотка якоря—петлевая, изоляция обмоток кремнийорганическая класса Н, вентиляция электродвигателей принудительная. Вес электродвигателя 2 800 кг, т. е. удельный вес этого электродвигателя 9,1 кг/квт против 16 кг/к т у электродвигателей ЭДТ-200 тепловоза ТЭ3.

Все шесть тяговых электродвигателей соединены параллельно. Для более полного использования мощности дизеля на высоких скоростях движения предусмотрены две ступени «ослабления» поля 55 и 35% возбуждения. Переход на режимы «ослабленного» поля происходит автоматически при помощи двух реле перехода.

Впервые в отечественном тепловозостроении завод «Электротяжмаш» применил на тепловозе ТЭ10-001 принципиально новую и более совершенную систему возбуждения главного генератора. В качестве источника тока для возбуждения генератора использован синхронный генератор ГСВ-20, вырабатывающий трехфазный ток частотой от 190 до 400 гц. От этого генератора ток через обмотки магнитного усилителя (амплистата) и полупроводниковые германневые вентили поступает в независимую обмотку главного генератора. В отличие от обычных магнитных усилителей ампл стат имеет внутреннюю обратную связь. У амплистата, помимо обмоток, через которые ток от синхронного генератора проходит к обмотке возбуждения главного генератора, на сердечниках помещены еще четыре подмагничивающие обмотки: регулировочная, получающая питание от аккумуляторной батареи через регулировочный реостат; задающая, получающая питание от тахогенератора (ток в этой обмотке пропорционален скорости вращения валов дизеля); управляющая и запасная (не работающая). Ток управляющей обмотки подается от трансформаторов постоянного тока и зависит от величины напряжения и тока главного генератора. Эта обмотка обеспечивает заданный закон изменения напряжения от тока главного генератора. При этом происходит автоматическое ограничение тока и напряжения главного генератора, а его внешняя характеристика приближается к гиперболической.

Поддержание постоянной мощности и реализация главным Генератором максимальной свободной мощности дизеля обеспечивается объединенным регулятором с реостатом в цепи управляющей обмотки амплистата.

Система возбуждения с амплистатом по сравнению с обычными эл ктромашинными системами более надежна, так как в ней отсутствуют коллекторы вибрирую и контакты, и позволяет более полно использовать мощность дизеля, чего нельзя получить при обычных системах с машинами, у которых за счет петли гестеризиса в магнитных системах получаются значительные отклонения внешних характеристик главного генератора от расчетных.

Управление тепловозом осуществляется контроллером машиниста, воздействующим на регулятор дизеля (а последний на реостат регулировочной обмотки амплистата) и на цепь обмотки тахогенератора. Главная рукоятка контроллера имеет 15 позиций.

На подшипниковых щитах главного генератора смонтированы синхронный генератор ГСВ-20 мощностью 20 кет (230 в, 63 д, 400 гц), ротор которого имеет скорость вращения 1 500 об/мин, и вспомогательный генератор ВГТ-275/120 мощностью 12 кет (75 б, 160 а) со скоростью вращения якоря 2000 об/мин. Обе эти машины и вентилятор для охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки приводятся во вращение от вала главного генератора через клиноременную передачу. С валом главного генератора через полужесткую муфту соединен компрессор КТ7. Этот компрессор отличается от компрессора КТ6 направлением вращения вала и некоторыми деталями. Производительность компрессора КТ7 при скорости вращения вала 850 об/мин — 5,3 м3 воздуха в минуту, т. е. такая же, как у компрессора КТ6.

За дизелем со стороны противоположной генератору размещены холодильники для охлаждения воды, масла и наддувочного воздуха. Вентиляторы холодильника имеют механический привод через коробку передач, управляемую термостатами. Над шахтой холодильника и частично над задней кабиной машиниста расположена железо-никелевая аккумуляторная батарея ТПЖН-450.

Первый тепловоз ТЭ10-001 имел служебный вес 138 , запас топлива 5500 кг, масла 1450 кг, воды 1500 кг и песка 520 кг.

При длительном режиме он развивал силу тяги 25000 кГ и скорость 25 к /ч. При конструктивной скорости 100 км/ч сила тяги его 5900 кГ.

По своим тяговым возможностям новый тепловоз не уступает паровозу ФД21 при его наибольшей мощности и значительно превосходит наиболее распространенные и более легкие типы паровозов, как паровозы серии Л, ЛВ, Еа . Будучи промежуточным по мощности типом тепловоза межд тепловозами ТЭ2 с дизелями общей мощностью 2000 л. с. и тепловозами ТЭ3 с дизелями общей мощностью 4000 л. с., новый тепловоз, имея значительно меньший вес по сравнению с двухсекционным тепловозом ТЭ3, мог в ряде случаев с успехом заменять паровозы, работая одиночной тягой.

Харьковский завод строил тепловозы ТЭ10 в период 1958—1961 гг., внося в них отдельные конструктивные изменения, направленные на улучшение и снижение веса локомотива.

Еще в процессе экспериментирования с дизелем 9Д100 выяснилось, что путем увеличения давления наддува с 1,85 кГ/см2 до 2,3—2,4 кГ/с 2 можно получить дизель равной мощности не в двенадцати, а в десяти цилиндрах. Новый дизель, получивший обозначение 10Д100, при скорости вращения вала 850 об/мин развивает мощность 3 000 л. с. Размеры его цилиндров и ход поршня такие же, как у дизелей 2Д100 и 9Д100. Воздух, подающийся в цилиндры между первой и второй ступенью сжатия, охлаждается. Вес дизеля 10Д100 с под дизельной рамой — 19460 кг, самого дизеля — 16800 кг. Расход топлива при номинальной мощности — 160—165 г/э. л. с. ч. Дизели 10Д100 устанавливали на тепловозах с №015.

На тепловозах №002—012, 014 и 020 были установлены тяговые электродвигатели ЭДТ-340Г, у которых в отличие от электродвигателей ЭДТ-340А для обмоток якорей и дополнительных полюсов применена вместо изоляции класса Н изоляция класса В. На остальных тепловозах ТЭ10 ставили тяговые электродвигатели ЭД-104, у которых для увеличения длительной силы тяги локомотива изменены обмоточные данные и размеры пазов в якоре; проводники в пазу расположены не плашмя, а по высоте паза; уменьшен диаметр коллектора с 400 до 350мм. Мощность (307квт), напряжение (470 в) и ток (710 а) остались без изменения, максимальное напряжение — 700 в, максимальная скорость вращения якоря поднята до 2480 об/мин, изоляция обмоток главных полюсов — класса Н, дополнительных — класса В, в машины — 2850 кг. Одновременно изменено передаточное отношение редуктора — 14:69=1:4,93. Длительная сила тяги тепловоза прц этом увеличилась до 27000 кГ при одновременном уменьшении скорости до 23 км/ч.

Вместо аккумуляторной батареи ТПЖН-450 с тепловоза 002 устанавливалась батарея 46 ТПЖН-550, имеющая большую емкость (550 - ) и номинальное напряжение 60 в.

После проведения описанных крупных, а также более мелких изменений, увеличения запаса топлива до 6 500 кг и песка до 950 кг служебный вес тепловоза составил 129 т.

Кроме тепловозов ТЭ10, тепловозостроительными заводами строились их разновидности: тепловозы 2ТЭ10, ТЭП10, 2ТЭ10Л, ТЭП10Л. На всех этих тепловозах установлены дизели 10Д100.




Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Как работает дорога:

News image

Вагонная модель и Диспарк

Автоматизированная система пономерного учета, контроля дислокации, анализа использования и регулирования вагонным парком (ДИСПАРК) функционирует в с...

News image

Усиление земляного полотна

При длительной эксплуатации земляное полотно настоящей железной дороги подвергается неблагоприятным природным воздействиям (воды, температуры, грави...

News image

Увеличение грузоподъемности вагонов

Рост перевозок обусловил не только количественное увеличение вагонного парка, но и его совершенствование, прежде всего за счет повышения грузоподъем...

Пассажирские перевозки:

News image

Пассажирские перевозки

Во всех промышленно развитых странах наряду с интенсивным развитием др. видов транспорта, особенно авиационного и автомобильного, значительная часть...

News image

Мягкие и жесткие вагоны

Мягкие вагоны I и 11 класса. Их различие заключалось во внутренней планировке и отделке. В вагонах I класса отделка была наряднее, пассажирами предо...

Карта дорог:

News image

ПРИВОЛЖСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА

Пролегает на юго-востоке Европейской части России в районах Нижней Волги и среднего течения Дона, в основном на территории Саратовской, Волгоградско...

News image

Видео. В Сочи продолжается реконструкция железной дорог

Как ранее сообщалось, в связи с этим изменится расписание движения электричек и пассажирских поездов дальнего следования. Реконструкция железно...

Каталог производителей:

News image

Октябрьский электровагоноремонтный завод

Октябрьский электровагоноремонтный завод (ОЭВРЗ) – старейшее предприятие железнодорожного транспорта, выполняющее все виды ремонта и модернизации па...

News image

Центросвармаш

Центросвармаш – это современный производственный комплекс, располагающий уникальными технологиями, развитой инфраструктурой, является уникальным в о...

News image

Bombardier

Bombardier Inc. (произносится как Бомбардье ; TSX: BBD.A , TSX: BBD.B ) — канадская машиностроительная компания

Железные дороги мира:

News image

РЖД продолжит одалживать вагоны у Федеральной грузовой

Правительство разрешило ОАО РЖД привлекать вагоны у дочерней Федеральной грузовой компании (ФГК) в первом квартале 2013 года. Однако, как выяснил "Ъ...

News image

ЧЕШСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ

ЧЕШСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ (Ceske Drahy - CD) - железные дороги на территории Чехии, ЧЖД; государственная организация, к которой в полном объеме перешл...

News image

СЛОВАЦКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ

СЛОВАЦКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ (2е1-znice Slovenskej Republiky - ZSR) - Государственное предприятие, ЖСР; Управление железных дорог (закон от 30.09.1993 ...

История РЖД:

Октябрьская железная дорога

News image

В 2001 году исполнилось 150 лет первой российской скоростной магистральной железной дороге Санкт-Петербург - Москва, которую сегодня мы называем Окт...

Красноярская железная дорога

News image

Красноярская железная дорога пролегает на юге Красноярского края и является основной транзитной линией, связывающей западные районы Сибири и Кузбасс...

Расчеты РЖД относительно стоимости магистрали, как Моск

News image

Расчеты, которые были проведены РЖД по стоимости высокоскоростной магистрали от Москвы до Казани, показали, что оказалась в размере 928-ми миллиардов ...