История и перспективы развития отечественных железных дорог. Тепловоз 2ТЭ116

Тележка имеет упругое поперечное перемещение на ± 40 мм относительно рамы тепловоза. Рессорное подвешивание индивидуальное. На двух боковых приливах каждой буксы установлено по тройному комплекту пружин. Кузов опирается на тележки через восемь комплектов резинометаллических опор. Вертикальные колебания подрессоренного строения тепловоза гасятся фрикционными гасителями колебаний.

Рычажная передача тормоза те лежки имеет индивидуальные тормозные цилиндры для каждой колесной пары. Подвеска тягового электродвигателя опорно-осевая с моторно-осевым подшипником скольжения, смазка подается польстером. Проходят эксплуатационные испытания тяговые электродвигатели с принудительной системой смазывания и подвеской электродвигателя к раме через обрезиненный поводок.

Конструкция и оборудование кабины машиниста создают хорошие условия для работы локомотивных бригад в соответствии с требованиями промышленной санитарии и эргономики. Отопительно-вентиляционный агрегат обогревает кабину машиниста в зимнее время и вентилирует в летнее. Испытывается в эксплуатации партия тепловозов с кондиционерами воздуха. Теплый воздух от отопительно-вентиляционного агрегата подается также на лобовые стекла, предохраняя их от замерзания. Для очистки лобовых стекол от загрязнения во время движения локомотива кабина оборудована установкой для обмыва лобовых стекол и стеклоочистителями с пневматическим приводом.

Проставка между кабиной и дизельным помещением имеет заднюю стенку и образует тамбур, снижающий уровень шума в кабине. В тамбуре установлены правая 34, центральная 35 и левая 61 аппаратные камеры, в которых сосредоточена электрическая аппаратура.

Водяная система тепловоза двухконтурная. Вода охлаждается в радиаторных секциях холодильной камеры, представляющей собой отсек кузова, отделенного от дизельного помещения перегородками, с проходом в центральной части. Холодильник управляется как автоматически, так и вручную включением в определенной комбинации четырех мотор-вентиляторов, а также открытием и закрытием боковых и верхних жалюзи.

На тепловозе 2ТЭ116 № 741 испытывается холодильная камера с двумя мотор-вентиляторами диаметром 1600 мм, имеющими поворотные лопатки, угол установки которых изменяется в зависимости от температуры рабочих жидкостей. Имеется несъемное механизированное зачехление жалюзи, которое открывается и закрывается изнутри тепловоза. Масло охлаждается в водомасляном теплообменнике, смонтированном на поддизельной раме.

Песочная система позволяет с целью экономии песка подавать его только под переднюю колесную пару.

Противопожарные средства состоят из воздухопенной и газовой установок, ручных огнетушителей в кабине машиниста и дизельном помещении. Воздухопенная противопожарная установка имеет два поста управления, которые расположены в холодильной камере и около тягового генератора слева по ходу тепловоза.

Кроме того, тепловоз оборудован автоматической противопожарной сигнализацией, автоматической локомотивной сигнализацией, радиостанцией. Имеется схема аварийной остановки тепловоза, т. е. после нажатия кнопки «Аварийный стоп» локомотивная бригада может покинуть кабину и автоматически произойдет аварийная остановка дизеля, экстренное торможение, подача песка под колесные пары и подача звукового сигнала тифоном.

В электрической схеме тепловоза широко использована полупроводниковая техника в блочном и индивидуальном исполнении, что позволило сократить количество реле и повысить надежность схемы. Тормозной компрессор 42 с электродвигателем 47 и понижающим редуктором установлены в районе холодильной камеры.

2.1.2 Основные характеристики

Тяговая характеристика тепловоза 2ТЭ116 (рис. 2.2.) построена по электромеханическим характеристикам тягового электродвигателя ЭД-118А для стандартных атмосферных условий.

Рис. 2.2. Тяговая характеристика тепловоза: 1-- переход с полного поля возбуждения на первую ступень ослабления поля возбуждения тяговых электродвигателей; 2 -- переход с первой ступени ослабления поля возбуждения на вторую ступень ослабления поля возбуждения тяговых электродвигателей; 3 -- переход со второй ступени ослабления поля возбуждения на первую ступень ослабления поля возбуждения тяговых электродвигателей; 4 -- переход с первой ступени ослабления поля возбуждения на полное поле возбуждения тяговых электродвигателей; А -- ограничение по сцеплению, Р_сц =1380 кН (138 тс). Б - длительная сила тяги, F_дл =253 кН (25.3 тс), V_дл = 24,7 км/ч.

Значения коэффициента полезного действия тепловоза в зависимости от скорости движения показаны на рис. 2.3. В моменты прямых переходов с одного ослабления возбуждения тяговых электродвигателей на другое к.п.д. тепловозов уменьшается на 1--2% в обратной зависимости от изменения тока, а в моменты обратных переходов увеличивается на такую же величину.

Значения коэффициента полезного действия тепловоза в зависимости от скорости движения показаны на рис. 2.3. В моменты прямых переходов с одного ослабления возбуждения тяговых электродвигателей на другое к.п.д. тепловозов уменьшается на 1--2% в обратной зависимости от изменения тока, а в моменты обратных переходов увеличивается на такую же величину.

Рис.2.3. Коэффициент полезного действия тепловоза 2ТЭ116 на 15-й позиции контроллера машиниста: ПП -- полное поле возбуждения тяговых электродвигателей; ОП1, ОП2 -- первая и вторая ступени ослабления поля возбуждения тяговых электродвигателей.

Таблица 1

Основные технические данные тепловоза (одной секции)

2.1.3 Дизель

До 1982 г. на тепловозы 2ТЭ116 устанавливали дизель генераторы 1А-9ДГ с дизелями 1А-5Д49. С 1982 г. на эти тепловозы устанавливают модернизированные дизель генераторы 1А-9ДГ-2 (исполнение 2) с дизелями 1А-5Д49, на которых применены следующие усовершенствованные узлы: блок цилиндров с плоским стыком подвесок; стальной коленчатый вал с противовесами на каждой щеке; шатунный механизм с увеличенной жесткостью нижней головки; поршни с повышенной газоплотностью; усовершенствованная система маслоснабжения с двумя насосами масла; защита дизеля от разноса при работе на масле с перекрытием подачи воздуха на вход в ресивер дизеля и др.

Дизель-генератор 1А-9ДГ-2 состоит из дизеля 1А-5Д49-2 и синхронного генератора, установленных на общей поддизельной раме и соединенных муфтой пластинчатого типа. Дизель является одной из модификаций мощностного ряда тепловозных дизелей типа 16ЧН 26/26, разработанных тепловозостроительным заводом им. Куйбышева (г. Коломна). Диапазон мощностей этих дизелей от 590 до 4415 кВт -- 6000 л. с). Дизель-генератор обладает рядом достоинств. Он сен в обслуживании и ремонте, его сборка и разборка производятся агрегатами (узлами), что обеспечивает взаимозаменяемость. Надежность и износостойкость деталей дизелей повышены благодаря применению высококачественных материалов для изготовления, рациональным современным методам химико-термической обработки, поверхностному упрочнению и качественным покрытиям.

Дизель четырехтактный, У-образный, 16-цилиндровый, с газотурбинным наддувом и охладителем наддувочного воздуха.

Рама под дизель и генератор сварная. В поддон заливается масло в количестве 1000 л. Блок цилиндров сварно-литой, подшипники коленчатого вала подвесного типа. Коленчатый вал стальной, азотированный. Для уменьшения напряжений, возникающих вследствие крутильных колебаний в системе: привод вспомогательных агрегатов -- коленчатый вал дизеля -- ротор генератора, на переднем конце коленчатого вала установлен комбинированный антивибратор, состоящий из маятникового антивибратора и силиконового демпфера вязкого трения.

Шатунный механизм состоит из главных и прицепных шатунов. Прицепной шатун болтами крепится к пальцу, установленному в проушинах главного шатуна. Поршень составной. Головка крепится к тронку шпильками. В отверстия тронка установлен палец плавающего типа, застопоренный от осевого перемещения кольцами. Поршни охлаждаются маслом, поступающим из масляной системы дизеля через шатуны,

В крышке расположены два впускных и два выпускных клапана, форсунка и индикаторный кран. На крышке установлены рычаги привода клапанов. Крышка нижней плоскостью опирается на блок и крепится к нему четырьмя шпильками, ввернутыми в плиту блока цилиндров. Втулка цилиндра подвешена и прикреплена к крышке цилиндра шпильками. Стык между крышкой и втулкой (газовый стык) уплотняется стальной омедненной прокладкой. На втулку напрессована рубашка, которая образует полость для прохода охлаждающей воды.

Лоток с распределительным валом расположен на верхней части блока. На лотке установлены топливные насосы. Распределительный вал один на оба ряда цилиндров приводится во вращение от коленчатого вала шестеренчатой передачей, имеющейся на заднем торце блока цилиндров, которая одновременно является приводом объединенного регулятора, механического тахометра, предельного выключателя, возбудителя, стартер-генератора и вентилятора охлаждения генератора.

Топливная система высокого давления состоит из 16 индивидуальных насосов золотникового типа и 16 форсунок закрытого типа. Топливо от насосов подается к форсункам по форсуночным трубкам.

Топливоподкачивающая система состоит из топливоподкачивающего насоса, фильтра грубой очистки, фильтров тонкой очистки и подпорного клапана, обеспечивающего необходимое давление топлива, поступающего к топливным насосам. Предельный выключатель в случае повышения частоты вращения коленчатого вала выше допустимой посредством рычажной передачи выключает подачу топлива в цилиндры дизеля и одновременно подает импульс механизму воздушной заслонки, перекрывающей поступление воздуха из воздушной улитки турбокомпрессора в охладитель наддувочного воздуха и ресивер дизеля.

Масляная система состоит из двух насосов масла, работающих последовательно, фильтра тонкой очистки, теплообменника, фильтра грубой очистки, центробежных фильтров и маслопрокачивающего насоса. Все агрегаты и трубопроводы масляной системы, кроме фильтра тонкой очистки, расположены на дизеле. Система охлаждения дизеля водяная, принудительная, двухконтурная, замкнутого типа. Циркуляция воды в системе обеспечивается центробежными насосами.

Картер дизеля вентилируется отсосом газов на всасывание в турбокомпрессор. Разрежение в картере регулируется автоматически.

В целях предотвращения скопления масла в ресивере наддувочного воздуха на дизеле имеется система удаления масла из ресивера в емкость, расположенную с левой стороны в раме. Для контроля за работой этой системы на раме предусмотрен специальный штуцер.

На переднем торце дизеля установлены привод насосов, турбокомпрессор, охладитель наддувочного воздуха, реле давления масла, автомат системы вентиляции картера. От привода насосов приводятся во вращение два насоса масла, два насоса воды, топливоподкачивающий насос. С левой стороны дизеля расположены фильтр масла грубой очистки, центробежные фильтры, теплообменник масла, объединенный регулятор с встроенной в него защитой дизеля от падения давления масла в масляной системе, пусковой сервомотор, привод механического тахометра и тахометр, с правой стороны дизеля -- фильтр тонкой очистки топлива, предельный выключатель и маслоотделительный бачок системы вентиляции картера.

С переднего торца дизеля от привода насосов имеется возможность отбирать мощность на привод вспомогательных нужд тепловоза.

Пуск дизеля осуществляется через привод распределительного вала стартер-генератором, расположенным на тяговом генераторе. В генераторном режиме стартер-генератор питает цепи управления тепловоза и производит подзарядку аккумуляторных батарей.

На тяговом генераторе также расположен возбудитель тягового генератора, получающий вращение от привода распределительного вала. Стартер-генератор и возбудитель соединены с приводом распределительного вала двойными резиновыми пальцевыми муфтами.

В системе тепловоза предусмотрена защита дизеля от перегрева воды и масла.

На переднем торце дизеля установлено реле давления масла Д-250Б, которое через электросхему тепловоза обеспечивает дополнительную защиту (остановку дизеля) при падении давления масла на входе в дизель ниже 0,059 МПа (0,6 кгс/см²). Дизель имеет защиту от повышения давления в картере.

Дизели 1А-5Д49-2 имеют до 90% узлов и деталей, унифицированных с другими тепловозными дизелями мощностного ряда Д49.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Пути сообщения были всегда и везде. Наземный транспорт зародился в глубокой древности. История наземного транспорта, выделившего из себя новый вид--железнодорожный, уходит вглубь веков. Эта история, как нам кажется, представляет собой интереснейшее и увлекательное повествование о развитии человеческого общества, начиная с древнейших цивилизаций. Известный писатель, потомственный железнодорожник Владимир Чивилихин считал, что «история -- давняя состоявшаяся реальность жизни, а все героическое в истории нужно человечеству для будущего».

Железные дороги в настоящее время - основное звено в транспортной системе народного хозяйства. Их удельный вес в общих грузовых перевозках постоянно увеличиваются. По сравнению с другими отраслями народного хозяйства железнодорожный транспорт имеет существенные особенности. Его эффективность обусловлена общей технологией. Это позволяет координировать усилия множества участников перевозочного процесса, руководить эксплуатационной деятельностью на все железнодорожной сети.

Сегодня железные дороги - один из самых надежных и доступных видов транспорта. Надежная работа отрасли - необходимое условие сохранения единого экономического пространства и целостности государства, расширения международных экономических связей.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1) А. В. Гайдамакин. История железнодорожного транспорта России: Учебное пособие / А. В. Гайдамакин, И. И. Галиев, В. А. Четвергов. М.: Книга, 2002. 244 с.

2) В.В. Лукин. Вагоны. Общий курс: В. В. Лукин, П. С. Анисимов, Ю.П. Федосеев. М.: Книга,2004. 424 с.

3) В.Ф.Зуев. Первопроходцы восточных магистралей России: В.Ф.Зуев. М.: Книга, 2001. 352 с.

4) С.П.Филонов. Тепловоз 2ТЭ116: С.П.Филонов. М: Книга, 1985. 328 с.