Маневровые и промышленные тепловозы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Маневровый тепловоз ТЭМ18

Тепловоз типа ТЭМ18 является шестиосным локомотивом с электрической передачей постоянного тока. Тепловоз предназначен для выполнения одной или несколькими секциями вывозной, маневровой и легкой магистральной работы на железнодорожных путях ОАО «РЖД» и промышленных предприятий с рельсами не легче Р38 и колеей 1520 или 1435мм в районах с умеренным климатом при температуре окружающей среды от 313 К до 223 К (от плюс 40⁰С до минус 50⁰С).

Оборудование тепловоза монтируется на главной раме, которая устанавливается на две бесчелюстные трехосные унифицированные тепловозные тележки, каждая из которой имеет четыре опоры. Все оси тележек ведущие. Диаметр колес 1050 мм. Статический прогиб рессорного подвешивания 90 - 100 мм. Кузов тепловоза капотного типа и состоит из пяти частей: холодильной камеры, кузова над дизелем, кузова над высоковольтной камерой, кабины машиниста и кузова над аккумуляторным помещением.

В кабине машиниста расположен пульт, на котором установлены приборы управления и контрольно-измерительные приборы для контроля за работой силовой установки и тормозного оборудования. Кроме основного пульта тепловоз оборудуется дополнительными пультами управления и дистанционным приводом контроллера. Для привода калорифера и антиобледенителей используются электродвигатели ДВ75У3 мощностью 0,03кВт при частоте вращения 2500 об/мин., напряжении 75в.

Электрическая передача состоит из тягового генератора постоянного тока, шести тяговых электродвигателей, двухмашинного агрегата и электроаппаратуры. Тяговый генератор служит также для пуска дизеля, при этом генератор работает в режиме электродвигателя, получая питание от аккумуляторной батареи, расположенной в отдельном помещении за кабиной машиниста. Двухмашинный агрегат состоит из вспомогательного генератора и возбудителя. Электрическая аппаратура размещена в высоковольтной камере, расположенной впереди кабины машиниста.

Электрическая схема предусматривает соединение тяговых электродвигателей в две параллельные группы по три электродвигателя в каждой, также две ступени ослабления поля тяговых электродвигателей: 48 и 25%. На нулевой, 1-й и 2-й позициях контроллера машиниста частота вращения вала дизеля 300±15 об/мин, на 3-й - 330±10, на 4-й - 400±10, на 5-й - 480±10, на 6-й - 570±10, на 7-й - 650±10 и на 8-й - 750±5 об/мин.

От вала тягового генератора вращение передается через муфту к тормозному компрессору и через клиноременную передачу к вентилятору охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки и двухмашинного агрегата. От переднего конца коленчатого вала дизеля через систему карданных валов и конический редуктор с фрикционной или гидродинамической муфтой приводится во вращение вентилятор холодильника, а при помощи клиноременной передачи - вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки.

Центробежные вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей мощностью 5,1 кВт каждый при частоте вращения 2240 об/мин. обеспечивают подачу охлаждающего воздуха 105 куб.м./мин. в каждую тележку.

В передней части тепловоза расположен холодильник, состоящий из 22 охлаждающих секций (6 используются для охлаждения масла дизеля, 6 для охлаждения наддувочного воздуха) и вентилятора. При частоте вращения 1055 об/мин развивая мощность 37,5 кВт вентилятор имеет производительность 36 куб.м./с. Для поддержания нормального теплового режима дизеля предусмотрено автоматическое регулирование температур воды и масла дизеля за счет открытия и закрытия жалюзи, а также включения и отключения вентилятора.

Между дизелем и холодильной камерой расположены масло и топливоподкачивающие насосы с электродвигателями П22М мощностью 0,9 кВт при частоте вращения 1500 об/мин., напряжении 75 В, арматура и другое оборудование.

Бункерами для песка служат два отсека, выполненные непосредственно в кузове (впереди холодильной камеры и сзади аккумуляторного помещения).

Тепловоз оборудован автоматическим поездным и прямодействующим воздушным тормозом и ручным тормозом с приводом на две оси задней тележки, обеспечивающим удержание тепловоза на уклоне 30‰. Длина тормозного пути для одиночно следующего тепловоза со скоростью 22,2 м/с (80 км/ч) до полной остановки на горизонтальном участке пути не более 700 м.

В систему тормозного оборудования тепловоза входит: четыре главных воздушных резервуара емкостью 250 л каждый, кран машиниста усл. № 394М-01, два крана вспомогательного тормоза усл. № 254-1, воздухораспределитель усл. № 483М, регулятор давления усл. №3РД, маслоотделитель усл. № Э-120/Т, двенадцать тормозных цилиндров диаметром 8" усл. № 553, рычажная передача с тормозными колодками и тормозная арматура с трубопроводом. Нажатие тормозных колодок на колеса двухстороннее.

Применение маневровых тепловозов ТЭМ18 вместо тепловозов ТЭМ2У, ТЭМ2УМ обеспечивает получение экономии 38 т дизельного топлива в год и на 16% снижение расходов на ремонт и техническое обслуживание.

Удельный расход топлива дизелем, приведенный к условиям ГОСТ22602, по тепловозной характеристике при номинальной мощности равен 210,8 г/кВтч (155 г/л.с.ч).

Удельный расход масла дизелем на режиме полной мощности на угар, не более 1,09 г/кВтч (0,8 г/л.с.ч).

Расход топлива тепловозом на холостом ходу дизеля в течение часа равен 11,2 кг/ч. Расход топлива в течение смены составляет обычно 120 - 250 кг в зависимости от интенсивности работы.

Средняя продолжительность работы тепловоза между экипировками при запасе дизельного топлива 5400 кг масла (430 кг), воды (1050 кг) и песка (2000 кг) составляет минимум 7,5 суток при круглосуточной работе.

Работа электрической схемы тепловоза ТЭМ18

Силовая цепь

Тяговые электродвигатели 1...6 подключены к тяговому генератору Г в две параллельные группы по три электродвигателя в каждой посредством поездных контакторов П1 и П2.

Обмотки возбуждения тяговых электродвигателей подключаются контактами главной цепи реверсора Р. При изменении положения реверсора его замкнутые контакты размыкаются, а разомкнутые контакты замыкаются. В этом случае обмотки возбуждения электродвигателей будут обтекаться током в противоположном направлении. Изменение направления тока в обмотках возбуждения вызывает изменение направления вращения якорей электродвигателей, и, следовательно, направление движения тепловоза.

Для обеспечения работы тягового генератора в рабочем интервале токов нагрузки (в гиперболической зоне внешней характеристики генератора) на тепловозе предусмотрены две ступени ослабления поля тяговых электродвигателей, что позволяет использовать полную мощность дизеля на 8-ом положении контроллера до скорости 57 км/час.

Включением контактора Ш1 параллельно обмоткам возбуждения электродвигателей 1, 2, 3 подсоединяется сопротивление первой ступени ослабления поля СШ1. При этом часть тока обмоток якорей электродвигателей 1,2,3 ответвляется по сопротивлению СШ1 и по обмоткам возбуждения будет проходить 48% тока якорей.

При включении контактора Ш2 параллельно обмоткам возбуждения электродвигателей 1,2,3 подсоединяется сопротивление второй ступени ослабления поля СШ1. В этом случае большая часть тока обмоток якорей будет проходить помимо обмоток возбуждения, так как часть тока дополнительно ответвляется по сопротивлению СШ1, и по обмоткам возбуждения будет проходить 25% тока якорей.

Подключение цепей ослабления поля тяговых электродвигателей задней тележки 4, 5, 6 осуществляется аналогично.

Питание цепей управления и освещения

При остановленном дизеле цепи управления и освещения получают питание от аккумуляторной батареи БА по цепи: плюсовой нож рубильника батареи РБ, предохранитель батареи на 80A шунт амперметра ША1, сопротивление заряда батареи СЗБ, плюсовые клеммы пульта и автоматические выключатели AB1, AB3, AB9...AB12. При работающем дизеле питание поступает от полюса вспомогательного генератора через диоды заряда батареи на плюсовые зажимы пульта и далее на автоматические выключатели.

Автоматические выключатели АВ4, АВ5, АВ8 подключены к аккумуляторной батарее до рубильника батареи РБ для питания цепей дежурного освещения.

После автоматических выключателей цепи подключаются непосредственно к отдельным аппаратам и электролампам выключателями тумблерами или кнопками. От минусовых зажимов катушек аппаратов или электроламп при обновленном дизеле ток проходит через минусовой нож рубильника РБ на минус аккумуляторной батареи БА, при работающем дизеле ток проходит к минусу вспомогательного генератора ВГ.

маневровый тепловоз тяговый дизель

Пуск дизеля

Для запуска дизеля включите рубильник аккумуляторной батареи РБ, установите штурвал контроллера машиниста КМ в нулевое положение, а реверсивную рукоятку в рабочее положение - «Вперед» или «Назад», включите автоматический выключатель АВЗ «Управление общее», а также выключатели AB1 и АВ2 в цепях электродвигателей топливоподкачивающего и маслопрокачивающего насосов.

Пуск дизеля начинается после включения тумблера В27 «Пуск-остановка дизеля».

До включения тумблера В27 его размыкающими контактами подается питание на катушку реле РУ12 через размыкающие контакты кнопок 1KО, 2КО «Стоп дизеля» на переносных пультах и размыкающие контакты переключателя ПЧТ.

Реле РУ12 включается и замыкающими контактами становится на самоблокировку. Вторыми замыкающими контактами подготавливается цепь питания контактора КТН.

После включения тумблера В27 «Пуск-остановка дизеля» получает питание катушка контактора КТН от контактов контроллера КМ по контактам тумблера В27, замкнутым контактам РУ 12.

Контактор КТН включается и контактами главной цепи подключает цепь питания электродвигателя топливоподкачивающего насоса ТН через контакты штепсельного разъема P1.

Одновременно замыкающими контактами контактора КТН подготавливается цепь питания: реле РВЗ, РB5, РУ5, РУ28, РУ29, РУ30, а также контактора КМН, размыкающими контактами контактора КТН разрывается цепь питания контакторов Д1,Д2 от кнопки КП «Проворот вала дизеля», чем исключается возможность включения пусковых контакторов при работающем дизеле на холостом ходу от случайного нажатия кнопки.

После включения контактора КТН получает питание катушка реле РУ7 по цепи: размыкающие контакты тумблера В28, замкнутые контакты контактора КТН, замкнутые контакты реле РУ4. Реле РУ7 замыкающим контактом включает реле времени РВ2. Реле РВ2 замыкающими контактами подключает катушку промежуточного реле РУ28 по цепи: размыкающие контакты контактора КУ17, замкнутые контакторы реле РВ2.

Реле РУ28 включается и своими замыкающими контактами создает цепи питания реле времени РВЗ и катушки контактора масляного насоса КМН, который контактами главной цепи включает электродвигатель маслопрокачивающего насоса МН. Включенный маслопрокачивающий насос производит предварительную прокачку масла дизеля в течение 36 с. По истечении этого времени замыкающие контакты реле РВЗ (с выдержкой времени) включают катушку реле РУ29. Своим замыкающим контактом промежуточное реле PУ29 создает цепь питания катушки реле РУ5. Реле РУ5 замыкающими контактами подключает катушку реле РВ5, вторыми замыкающими контактами реле РУ5 подключаются катушки пусковых контакторов Д1 и Д2 через размыкающие контакты вспомогательной цепи контактора КВ.

Контакторы Д1 и Д2 контактами главной цепи подключают тяговый генератор Г к зажимам аккумуляторной батареи БА через рубильник батареи РБ. Генератор, работая в режиме электродвигателя, разворачивает коленчатый вал дизеля.

При включении пусковых контакторов замыкающими контактами вспомогательной цепи контактора Д1 включается электромагнит регулятора частоты вращения вала дизеля БМ. Электромагнит включает в работу сервомотор регулятора частоты вращения вала дизеля который обеспечивает подачу топлива в цилиндры дизеля.

В процессе пуска дизеля при достижении давления масла 0,16...0,17 МПа(1,6 - 1,7 кгс/см2) контакты реле давления масла РДМ замыкаются и включают реле РУ4. После включения реле РУ4 становится на самоподпитку.

При включении реле РУ4 его размыкающими контактами обесточиваются катушки реле РУ7, РВ2 и контактора КМН, отключается маслопрокачивающий насос, контакты реле РВ2 размыкаются по истечении 6 с и отключают реле РУ5, РВЗ. После этого замыкающими контактами реле РУ5 отключаются пусковые контакторы Д1 и Д2, реле РВ5. Задержка отключения контакторов Д1 и Д2 на 6 с после включения реле давления масла РДМ предусмотрена для повышения устойчивости пуска дизеля.

Пусковые контакторы Д1, Д2, отключившись, разорвут цепь питания тягового генератора от аккумуляторной батареи в том случае, если по какой-либо причине в процессе пуска дизеля не происходит срабатывание реле давления масла РДМ, то по истечении 17 с после включения пусковых контакторов Д1 и Д2 замыкаются контакты реле РВ5 и включают реле РУ30, которое своим замыкающим контактом запитывает катушку реле РУ4. РУ4, срабатывая, как описало выше, разбирает схему пуска дизеля. Этим ограничивается время прокрутки дизеля от батареи при несостоявшемся пуске (23 с).

Для возможности проворота коленчатого вала без пуска дизеля предусмотрена кнопка КП «Проворот вала дизеля», нажатием которой на позиции «Холостой ход» подается питание непосредственно на катушки пусковых контакторов Д1 и Д2 через размыкающие контакты вспомогательной цепи контакторов КТН и КВ.

Кроме того, предусматривается возможность включения топливоподкачивающего насоса без пуска дизеля посредством включения контактора КТН тумблером В28 «Топливный насос». При этом цепь питания катушек аппаратов схемы пуска дизеля размыкается размыкающими контактами тумблера B28 Также предусмотрено включение масло прокачивающего насоса тумблером В4 «Масляный насос».

Остановку дизеля производят отключением тумблера В27 «Пуск-остановка дизеля». При этом обрывается питание контактора КТН, реле РУ4 и электромагнита БМ. Дизель глохнет.

Возбуждение вспомогательного генератора и подзарядка аккумуляторной батареи

После окончания пуска дизеля размыкающими контактами вспомогательной цепи контактора Д2 создается цепь питания катушки контактора управления КУ17. Контактор КУ17 замыкающими контактами создает цепь питания обмотки возбуждения Ш1-Ш2 вспомогательного генератора ВГ через резистор регулятора напряжения БРН.

Генератор возбуждается и на его зажимах возникает напряжение. При работающем генераторе ВГ величина напряжения поддерживается регулятором напряжения в пределах (75+1) В, и ток от плюсового зажима генератора Я по предохранителю вспомогательного генератора на 80 А, диодам заряда батареи ДЗБ, резистору заряда батареи СЗБ, шунту ША1,предохранителю батареи на 80 А и ножу рубильника РБ поступает на подзарядку батареи БА.

При остановке дизеля, когда напряжение вспомогательного генератора снижается и становится меньше напряжения батареи, диоды ДЗБ не пропускают ток в обратном направлении, т.е. от аккумуляторной батареи к вспомогательному генератору, предотвращая разрядку батареи на обмотку якоря генератора ВГ.

Включением возбуждения генератора ВГ замыкающими контактами контактора КУ17 только после отпадания пусковых контакторов исключается возможность питания тягового генератора при пуске дизеля, что приводило бы к перегоранию предохранителя на 80А.

Вторыми замыкающими контактами контактора КУ17 в цепи пуска дизеля шунтируются контакты реверсивного барабана и контакты главного барабана контроллера КМ, замкнутые только на нулевом положении. Этим сохраняется цепь питания катушки контактора КТН, реле РУ4 и электромагнита БМ на рабочих позициях контроллера и при реверсировании, когда указанные контакты контроллера будут разомкнуты. Контакты реверсивного барабана контроллера введены в цепь пуска для исключения возможности пуска дизеля при снятой реверсивной рукоятке.

Возбуждение возбудителя и тягового генератора

Возбудитель имеет две обмотки: параллельную Ш1 -Я2 и дифференциальную 01-02. Параллельная обмотка получает питание от вспомогательного генератора ВГ через главные контакты контактора ВВ, резистор возбуждения СВВ и замыкающие контакты контакторов П1 и П2.Одновременно параллельная обмотка получает питание от возбудителя В по резистору СВВ. Такое подключение параллельной обмотки обеспечивает возможность настройки внешней характеристики тягового генератора в заданных пределах.

Дифференциальная обмотка возбуждения включается последовательно с якорем тягового генератора и обтекается током нагрузки генератора. Действие дифференциальной обмотки противоположно параллельной. При отсутствии тока нагрузки генератора напряжения возбудителя максимально, по мере увеличения тока нагрузки генератора действие дифференциальной обмотки усиливается, что приводит к снижению напряжения возбудителя и тягового генератора.

Независимая обмотка возбуждения генератора F1-F2 получает питание от возбудителя В при включении контактора КВ. Параллельно силовым контактам контактора KB подключен резистор СВГ, который при отключении контактора KB исключает полный разрыв цепи, в результате чего предотвращается повышение напряжения в обмотке возбуждения H1-H2.

Работа схемы при движении тепловоза

При приведении тепловоза в движение реверсивную рукоятку контроллера установите в требуемое положение «Вперед» или «Назад», включите тумблер «Управление машинами» и штурвал контроллера переведите с нулевой на первую позицию.

При установке реверсивной рукоятки в рабочее положение получает питание один из вентилей управления реверсором, например, «Вперед» и силовыми контактами производит подключение обмоток возбуждения тяговых электродвигателей для движения вперед.

При установке штурвала контроллера в первую позицию контактами вспомогательной цепи реверсора Р включается катушка контактора возбуждения ВВ по цепи: контакты тумблера «Управление машинами», контакты контроллера КМ, контакты блокировки двери аппаратной камеры БК, контакты контактора КУ2, контакты реле РТ, РБ1 и РБ2.

Контактор ВВ включается, контактами главной цепи подключает шунтовую обмотку возбуждения Ш1 -Ш2 возбудителя В к вспомогательному генератору ВГ и, в обмотке якоря возбудителя создается напряжение.

Одновременно от размыкающих контактов контактора КУ2 получает питание катушка реле времени РВ4. Замыкающими контактами реле РВ4 создается цепь питания катушек вентилей контакторов П1 и П2 через контакты отключателя электродвигателей ОМ.

Контактами главной цепи контакторов П1 и П2 подключаются тяговые электродвигатели 1,2,3,4,5,6 к тяговому генератору Г. Одновременно контактами вспомогательной цепи контакторов П1 и П2 создается цепь питания катушки контактора возбуждения генератора KB через контакты контакторов Д1 и Д2, а также контакты реле РУ14, предохранитель ПР5 и контакты-термореле РТ3.

Контактор KB после включения замыкающими контактами вспомогательной цепи обеспечивает питание катушек контакторов KB и ВВ независимо от размыкающих контактов контактора КУ2, а контактами главной цепи подключает независимую обмотку возбуждения F1-F2 тягового генератора Г к якорю возбудителя. В генераторе создается напряжение, и его ток начинает поступать в обмотки тяговых электродвигателей, которые приводят тепловоз в движение.

Увеличение скорости движения тепловоза осуществляется перемещением штурвала контроллера с первой позиции на последующие. При этом на втором положении контроллера увеличение мощности генератора происходит в результате шунтирования ступени плавного трогания резистора СВВ в цепи шунтовой обмотки возбуждения возбудителя контактами контактора управления КУ2 при частоте вращения дизеля, соответствующей нулевому положению контроллера. Катушка контактора КУ2 получает питание от контактов контроллера на втором положении.

На положениях с 3-го по 8-ое мощность генератора увеличивается повышением частоты вращения вала дизеля за счет подключения в определенной последовательности контактами контроллера вентилей BT1-BT4, управляющих регулятором частоты вращения вала дизеля.

Управление ослаблением поля происходит автоматически, посредством реле переходов РП1 и РП2. Катушки напряжения реле переходов включены на напряжение тягового генератора через сопротивление панели резисторов реле переходов СРПШ.

Ток в катушку напряжения реле РП1 поступает от плюса тягового генератора по размыкающим контактам вспомогательной цепи контактора Ш1 и резистору СРПШ, а в катушке реле РП2 - по размыкающим контактам реле PB1, размыкающим контактам вспомогательной цепи контактора Ш2 и резистору СРПШ.

При увеличении напряжения генератора пропорционально увеличивается ток в катушках напряжения реле РП1 и РП2.

Катушки тока реле РП1 и РП2 через резистор СРПТ включены параллельно обмотке добавочных полюсов тягового генератора и дифференциальной обмотке возбудителя.

Тепловоз предназначен для выполнения вывозной, маневровой, специально-технологической и легкой магистральной работы на железнодорожных путях ОАО "РЖД", железных дорог стран СНГ и других стран, а также промышленных предприятий.

На этих локомотивах установлен современный дизель, оснащенный водомасляным теплообменником, электрический реостатный тормоз, эргономичные кресла машиниста и его помощника, современные системы безопасности, гребнесмазыватели. Разработаны также мероприятия по его дальнейшей поэтапной модернизации, направленной на повышение технико-экономического уровня.

Применение маневровых тепловозов ТЭМ18 вместо тепловозов ТЭМ2У, ТЭМ2УМ обеспечивает получение экономии 38 т дизельного топлива в год и на 16 % снижение расходов на ремонт и обслуживание.

Значительный объем работ выполнен в части улучшения экологических показателей выпускаемых тепловозов. Это, прежде всего, предотвращение попадания на землю технической воды из системы охлаждения дизеля, также топлива, масла и продуктов износа, снижение пожарной опасности от искр на выхлопе дизеля, снижение уровня шума и вибраций, снижение выбросов вредных веществ с отработавшими газами.

Тепловоз оборудован

* электрической передачей постоянного тока;

* устройствами управления тепловозом по системе двух единиц;

* устройствами системы управления одним лицом;

* установкой искрогасителя на выхлопе дизеля и экранным глушителем шума на всасывании воздуха в дизель;

* подогревом надувочного воздуха дизеля;

* второй ступенью очистки воздуха, поступающего в дизель;

* более энергоемким поглощающим аппаратом автосцепки;

* усовершенствованным профилем бандажа колесных пар;

* электроплиткой для подогрева пищи и холодильником для хранения пищевых продуктов.

Тепловозы могут выпускаться в модификациях:

* ТЭМ18 -- в обычной комплектации;

* ТЭМ18T -- оборудован электрическим тормозом;

* ТЭМ18ДМ -- оборудован дизелем 1-ПД4Д, комплексной локомотивной системой безопасности "КЛУБ-У", микропроцессорной системой управления и диагностики, электрическим тормозом (поставляется для ОАО "РЖД");

* ТЭМ18А -- для работы как на колее 1435 мм, так и на колее 1520 мм.

Недостаточная мощность и сцепной вес тепловозов ЧМЭ2 для маневровой работы с грузовыми поездами привели к необходимости проектирования и постройки на заводах ЧКД-Прага более сильных локомотивов. Первоначально предполагалось, что такими локомотивами станут тепловозы с дизелем мощностью 1300 л. с. и гидравлической передачей типа 2-2. К 1961 г. завод ЧКД-Соколово построил несколько подобных тепловозов (тепловозы серии Т444 и Т449), но они имели ограниченный сцепной вес 56-76 т и требовали доработки гидравлической передачи.

Поэтому было принято решение о постройке для железных дорог Советского Союза шестиосных маневровых тепловозов с электрической передачей.

В конце 1964 г. построено два опытных локомотива, которые получили обозначение ЧМЭ3. Эти тепловозы с капотным кузовом, главная рама которого опирается через четыре боковые подвески на рамы тележек. Сила тяги от тележек к раме кузова передается через центральные цилиндрические шкворни. Кабина машиниста расположена между машинным отделением и помещением для аккумуляторной батареи; в передней части тепловоза размещен холодильник.

Рама тележки имеет Н-образную форму и ее единственная поперечная балка является также и шкворневой. Боковины рамы через двойные винтовые цилиндрические рессоры опираются на концы балансиров, в которых укреплены буксы; вторые концы балансиров с помощью резино-металлических шарниров соединены с рамой тележки. В системе рессорного подвешивания, предусмотрены гидравлические амортизаторы. Статический прогиб рессор - 100 мм. Буксы колесных пар имеют по одному двухрядному сферическому роликовому подшипнику.

Подвеска тяговых электродвигателей опорно-осевая. Зубчатая передача выполнена односторонней с передаточным отношением 15:76=1:5,06. Колесные пары имеют диаметр колес 1050 мм. Тяговые электродвигатели 3-й и 4-й осей подвешены в сторону концов тепловоза, у остальных осей - в сторону центра локомотива.

На тепловозе установлен шестицилиндровый четырехтактный дизель K6S310DK с вертикальным расположением цилиндров. Диаметр цилиндров и ход поршня у этого дизеля такие же, как у дизеля 6S310-DR тепловоза ЧМЭ2. Мощность дизеля K6S310DK увеличена до 1350 л. с. при сохранении скоростей вращения вала 750 об/мин за счет применения наддува (1,6 кГ/см2). Рабочий диапазон скорости вращения вала дизеля - 350-750 об/мин, степень сжатия 13, давление сжатия 40-57 кГ/см2, давление сгорания 75-90 кГ/см2.

Регулятор мощности дизеля центробежный с гидравлическим мультипликатором и компенсатором мощности. Пуск дизеля осуществляется главным генератором от аккумуляторной батареи. Расход топлива при номинальной мощности - 162 г/э.л.с.ч. Вес сухого дизеля - 12,8 т.

Водяная система охлаждения дизеля выполнена отдельно для охлаждения рубашек и крышек цилиндров, а также корпуса воздуходувки и отдельно для охлаждения наддувочного воздуха и масла в водомаслянном теплообменнике. Холодильник с ребристыми плоскими трубками.

Дизель приводит во вращение главный генератор TD-802 с независимым возбуждением; его номинальная мощность 885 квт при 750 об/мин (напряжение 354/600 в, ток 2500/1475 а). Вес дизель-генератора - 19400 кг.

На тепловозе установлен двухмашинный агрегат, состоящий из возбудителя DT-706-4 и вспомогательного генератора постоянного тока DT-701-4.

Возбудитель имеет на главных полюсах три обмотки (параллельную, независимую и противокомпаундную, по которой проходит ток главного генератора), обеспечивающие наиболее полное использование мощности дизеля. Мощность возбудителя при скорости вращения его якоря 2400 и 1280 об/мин соответственно равна 16,2 квт (90 в, 180 а) и 4 квт (45 в, 90 а). Мощность вспомогательного генератора при 2400 и 1170 об/мин соответственно равна 14,4 квт (115 в, 125 а) и 12 квт (115 в, 104 a).

Тяговые электродвигатели ТЕ-006 четырехполюсные с последовательным возбуждением и независимой вентиляцией. Номинальная мощность электродвигателя -124 квт. Вес тягового электродвигателя 2540 кг. Основные технические данные этих электродвигателей приведены в таблице: При иапряжении Технвческие данные ' .. 177 J 300 1 300

Тяговые электродвигатели попарно соединены последовательно, а три группы их - между собой параллельно. Помимо полного поля, преду - смотрена работа на двух ступенях ослабленного поля - 42 и 22,5% возбуждения. Это позволяет использовать полную мощность дизеля до скорости 68 км/ч.

На тепловозе установлена щелочная аккумуляторная батарея типа NiFe-H1-15 емкостью 150 ач и напряжением 115 в. Для получения сжатого воздуха имеется трехцилиндровый компрессор К2, т. е. такой же, как на электровозах ЧС2. Компрессор приводится через гидромеханический редуктор, позволяющий выключать компрессор. На каждой тележке установлено по четыре тормозных цилиндра диаметром 8 .

Конструктивный вес тепловоза - 114 т. Вес тепловоза в рабочем состоянии - 123 т. Запас топлива - 5000 кг, масла - 500 л, воды 1100 л и песка 1500 кг. Тепловоз может развивать максимальную силу тяги при коэффициенте сцепления 0,3 - 36900 кГ, сила тяги 30-минутного режима при скорости 9,3 км/ч - 28000 кГ, длительного режима при скорости 11,4 км/ч - 23000 кГ.

Максимальная скорость тепловоза - 95 км/ч. Два сцепленных тепловоза могут управляться по системе многих единиц одним машинистом. Минимальный радиус кривых - 80 м.

По прибытии в Советский Союз опытные тепловозы ЧМЭ3 были направлены на маневровую работу на станцию Люблино Московской дороги. С 1965 г. заводы ЧКД-Прага изготовляли тепловозы ЧМЭ3 для поставки в СССР.

В процессе постройки тепловозов ЧМЭ3 в их конструкцию вносились отдельные изменения. Так, с тепловоза №543 в поршни дизелей встроены змеевики, по которым пропускается охлаждающее поршень масло, а также изменена форма камеры сгорания. Небольшие изменения в электрических схемах были сделаны с тепловозов №053, 353 и 988. С тепловоза №874 введено устройство для управления локомотивом в одно лицо.

Тепловозы ЧМЭ3 поступили для работы на многие станции железнодорожной сети Советского Союза. В 1971 г. в столетний юбилей предприятий ЧКД-Прага был изготовлен тысячный тепловоз ЧМЭ3, а в октябре 1975 г. пражский завод поставил двухтысячный тепловоз ЧМЭ3. Тепловоз ЧМЭ3-2000 был направлен в депо Люблино Московской дороги, где с 1965 г. работает тепловоз ЧМЭ3-001. В июле 1979 г. завод изготовил трехтысячный тепловоз (поступил в депо Москва-Сортировочная), в сентябре 1982г. - четырехтысячный (депо Люблино) и, наконец, в ноябре 1985 г. в депо им. Ильича (Москва) торжественно был принят пятитысячный тепловоз.

Все тепловозы ЧМЭ3, построенные в 1976-1985 гг., оборудованы устройствами, обеспечивающими безопасную работу в одно лицо. Два сцепленных тепловоза могут управляться по системе многих единиц одним машинистом.

Тепловозы ЧМЭ3 поступили для работы на многие станции магистральных железных дорог Советского Союза, а в 1981-1985 гг. 105 тепловозов этой серии были направлены на промышленные пути Министерства черной металлургии. Первые 15 тепловозов (№3718-3732) для промышленных путей были изготовлены в 1981 г., они отличались от остальных тепловозов только отсутствием устройств автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН). Тепловозы ЧМЭ3 выпускались по 1987 год включительно.

В соответствии с техническим заданием Министерства путей сообщения, Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения и Министерства электротехнической промышленности на Людиновском тепловозостроительном заводе под руководством главного конструктора завода В.Н. Логунова в 1973 г. были впервые в Советском Союзе разработаны технический проект и рабочие чертежи маневрово-вывозного восьмиосного однокузовного тепловоза с дизелем мощностью 2000 л. с. Этот тепловоз предназначен для вывозной работы и маневровой работы на станциях, в том числе на сортировочных горках, с составами, вес которых требует локомотивов с тяговым усилием на 40-50% выше, чем у шестиосных маневровых тепловозов, например, ТЭМ1 и ТЭМ2. По этому проекту в 1975 г. завод изготовил первые два тепловоза, получившие обозначение ТЭМ7.

Кузов тепловоза капотного типа состоит из главной рамы, помещений для аккумуляторной батареи, высоковольтной камеры и холодильника, приваренных к раме, а также кабины машиниста и съемных частей кузова машинного отделения. Силовая установка 2-26ДГ (дизель и тяговый генератор) и все основное оборудование смонтированы на главной раме. На концах рамы установлены автосцепки типа УВЗ или СА-З.

Экипажная часть тепловоза состоит из четырех одинаковых бесчелюстных тележек с поводковыми роликовыми буксами. Рамы тележек опираются на буксы через цилиндрические пружины. На каждые две соседние тележки с помощью маятниковых подвесок опирается промежуточная сварная рама, имеющая шкворневую балку. Кузов тепловоза № 0001 опирается на промежуточные рамы через боковые пневматические рессоры, а на тепловозе № 0002 - через винтовые пружины. Тяговое усилие от двухосных тележек на промежуточную раму передается через наклонные тяги и рычажные механизмы, а от промежуточных рам к кузову - через шкворни. Принятая схема подвешивания кузова рассчитана на прохождение тепловозом неровностей пути и вписывание в кривые радиусом 80 м. Статический прогиб рессорного подвешивания тепловоза № 0001 176 мм, из них 56 мм приходятся на первую ступень (пружины тележек).

Бандажные колеса имеют диаметр 1050 мм. Редуктор тяговой передачи односторонний с упругими зубчатыми колесами; передаточное число редуктора 75:17=4,41. К каждому колесу прижимаются две тормозные колодки (по одной с каждой стороны). На тележках установлено по два тормозных цилиндра диаметром 10". Тепловоз оборудован краном машиниста №394, двумя кранами вспомогательного тормоза №254 (со стороны машиниста и со стороны помощника, где имеется переносной пульт для управления тепловозом), воздухораспределителем №270-005-1 и автоматической локомотивной сигнализацией АЛСНВ-ЭП. На тепловозе установлен четырехтактный V-образный двенадцатицилиндровый дизель 2-2Д49 (12ЧН26/26), имеющий газотурбинный наддув и охлаждение наддувочного воздуха; диаметр цилиндров дизеля и ход поршня 260 мм. Номинальная мощность дизеля при частоте вращения вала 1000 об/мин 2000 e.n.; расход топлива при номинальной мощности 153-160 г/(э.л.с.ч). Масса дизеля 14200 кг. Регулирование мощности дизеля осуществляет объединенный регулятор, позволяющий использовать всю свободную мощность дизеля до конструктивной скорости тепловоза.

Система охлаждения дизеля двухконтурная. В первом контуре, включающем 12 водовоздушных секций холодильника, охлаждается вода дизеля; во втором, имеющем 18 секций - вода, охлаждающая масло дизеля в теплообменнике, и наддувочный воздух в воздухоохладителе.

На тепловозе ТЭМ7 применена (впервые на маневровых тепловозах) электрическая передача переменно-постоянного тока. Тяговый генератор ГС-515, спроектированный и изготовленный Харьковским заводом «Электротяжмаш», представляет собой синхронную двенадцатиполюсную машину с принудительной вентиляцией. Его номинальная мощность 1310 кВт; напряжение 273/153 В, ток 2х1520/2х2700 А; частота вращения ротора 1000 об/мин; коэффициент полезного действия 94,5%. По габаритам этот генератор не отличается от генераторов ГС-501А тепловозов ТЭ109 и ТЭ116, но на 500 кг легче последних. Обмотка статора генератора выполнена по схеме двух звезд. Вал генератора соединен с валом дизеля пластинчатой муфтой. Питание обмотки возбуждения ротора генератора осуществляется через выпрямитель от синхронного возбудителя ВС-650В. Выпрямительная установка УВКТ-8У2, изготовленная Таллvиннским электротехническим заводом, собрана из 168 вентилей ВЛ-200-6Б.

Тяговые электродвигатели ЭД-120, изготовленные Харьковским заводом «Электротяжмаш», четырехполюсные, имеют опорно-осевую подвеску, последовательное возбуждение и принудительную вентиляцию. Их номинальная мощность 135 кВт (напряжение 205/360 В, ток 800/456 А, частота вращения якоря 246/1890 об/мин), максимальная частота вращения 2320 об/мин. Масса электродвигателя 3000 кг. Цепи управления и освещения питаются постоянным током напряжением 110 В. Цепи управления рассчитаны на работу тепловозов по системе многих единиц. Контроллер машиниста имеет реверсивную рукоятку с положениями «вперед», «нуль», «назад» и главную с нулевой и восемью (1-8) рабочими позициями. Двухступенчатый шестицилиндровый компрессор ПК-5,25 производительностью при частоте вращения вала 1000 об/мин 3,5 м3/мин приводится электродвигателем постоянного тока ЭКТ-3 мощностью 21 кВт.

Для пуска дизеля, зарядки аккумуляторной батареи, питания цепей постоянного тока, в том числе электродвигателя ЭКТ-3, служит стартер-генератор СТГ-7М. На тепловозе установлена кислотная аккумуляторная батарея 48ТН-450 (напряжение 96 В), которая может быть заменена щелочной батареей 68ТПЖНК-250.

Сила тяги длительного режима при скорости 10,3 км/ч 343 кН (35 000 кгс). Конструкционная скорость тепловоза 100 км/ч. Служебная масса тепловоза с 2/3 запаса песка и топлива 180 т, т.е. нагрузка от колесной пары на рельсы составляет 22,5 тс. На тепловозе уложен балласт в виде чугунных плит общей массой 25 т, из которых 12 т съемные; следовательно, возможно снижение нагрузки от колесной пары на рельсы до 21 тс с соответствующими изменениями номинальных значений силы тяги длительного режима [до 314 кН (32000 кгс)] и скорости (до 11,6 км/ч). Запас топлива на тепловозе 6000 кг, песка 2300 кг, воды 950 кг и масла 800 кг.

После 1975 г. Людиновский тепловозостроительный завод продолжал изготовление тепловозов ТЭМ7 по нескольку единиц в год. В период 1977-1980 гг. ВНИИЖТ совместо с ВНИТИ и Людиновским заводом провели комплекс исследований и поездных испытаний тепловозов ТЭМ7, которые позволили несколько улучшить конструкцию экипажной части. Основные эксплуатационные испытания тепловозов проводились на Свердловской железной дороге. В депо Свердловск-Сортировочный поступили к 1981 г. шесть тепловозов ТЭМ7, а в 1982 г. все ранее работавшие на маневрах тепловозы ТЭ3 были заменены тепловозами ТЭМ7.

Тепловозы ТЭМ7, начиная с №0003, выпускались только с винтовыми пружинами между рамой кузова и промежуточными рамами. Параллельно этим пружинам были поставлены гидравлические гасители колебаний. При внесенных в конструкцию тепловоза изменениях общий прогиб рессорного подвешивания составил 172 мм, из которых на первую ступень пришлось 46 мм.

На тепловозах ТЭМ7, начиная с №0003, установлен тяговый генератор ГС-515У2, имеющий активную мощность 1400 кВт (напряжение 280/175 В, линейный ток 2х1570/2х2500 А) и частоту тока 100 Гц при частоте вращения вала 1000 об/мин; поставлен стартер-генератор 2ПСГ-02; из первого контура системы охлаждения дизеля исключена одна секция радиатора (осталось 11 секций) и добавлена во второй контур (стало 19 секций); начали устанавливать тяговые электродвигатели ЭД-120А, отличающиеся от электродвигателей ЭД-120 только изоляцией отдельных узлов; изменилось количество воды (850 кг) и масла (970 кг) в системе охлаждения дизеля.

Во время испытаний тепловозов выявилось, что для быстрого наполнения тормозной системы состава производительность компрессора недостаточна. В порядке эксперимента тепловозе ТЭМ7-0017 были установлены два компрессора ПК-5,25.

В мае 1980 г. Людиновский завод начал выпуск установочной партии тепловозов ТЭМ7; эти локомотивы строились в течение всей одиннадцатой пятилетки (1981-1985 гг.) и продолжали строиться в дальнейшем.

Тепловоз ТЭМ-7A

Тепловоз ТЭМ7А предназначен для тяжелой маневрово-вывозной и горочной работы. Широко используется на сортировочных станциях и при вывозке груза из карьера. Может работать о системе двух единиц.

Дизель - 12ЧН26/26 четырехтактный двенадцатицилиндровый с V-образным расположением цилиндров, с газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха. Частота вращения - 1000 об./мин.

Электропередача переменно-постоянного тока. Состоит из синхронного тягового генератора, выпрямительной установки, восьми тяговых электродвигателей постоянного тока, возбудителя и комплекта электрической аппаратуры.

Ходовая часть обеспечивает наиболее полное использование сцепной массы, хорошие динамические качества и вписывание в кривые малого радиуса. Каждая четырехосная тележка состоит из двухосных тележек, соединенных между собой промежуточной рамой. Рессорное подвешивание двухступенчатое.

Тормозная система оборудована автоматическим прямодействующим тормозом с двухсторонним нажатием колодок; для получения высокой надежности тормозного оборудования применена система осушки воздуха. Компрессор двухступенчатый с приводом от электродвигателя. Ручной тормоз - механический. Для возможности работы с саморазгружающимися вагонами тепловоз поставляется с двумя компрессорными установками.

Кузов машинного отделения имеет двухстворчатые двери, люки и съемные крыши, обеспечивающие свободный доступ к агрегатам при обслуживании, ремонте и демонтаже.

Кабина машиниста разработана с учетом действующих санитарно-гигиенических требований. Приборы для контроля параметров силовой установки и вспомогательных агрегатов, оборудование для управления и безопасного ведения поезда удобно расположены. На тепловозе предусмотрена система бдительности. Управление тепловозом может осуществляться одним машинистом с любой стороны кабины; место машиниста указывается сигнализатором. Система авторежима поддерживает заданную скорость движения поезда.

Размещено на Allbest.ru