Класифікація тепловозів та їх загальний пристрій

Перший магістральний тепловоз, що був побудований і пущений в експлуатацію в СРСР у 1924 р. – це тепловоз за проектом Я.М. Гаккеля. Надалі тепловозобудуванням займалися ведучі заводи країни, а в даний час країн СНД: Харківський завод імені Малишева (ТЕ3, ТЕ7, ТЕ10), Луганський тепловозобудівний завод, у даний час холдингова компанія «Лугансктепловоз» (2ТЕ10Л, 2ТЕ10М, 2ТЕ10В, 2ТЕ116, 2М62, 2ТЕ10У, 2ТЕ116УП та ін.), Коломенський тепловозобудівний завод (ТЕП60, ТЕП70, ТЕП75), Брянський машинобудівний завод (ТЕМ1, ТЕМ2, ТЕМ3), Людиновський тепловозобудівний завод (ТЕМ5, ТЕМ7, ТГМ-4, ТГМ-6А та ін.), Муромський тепловозобудівний завод (ТГМ1, ТГМ 23, ТГМ23Б та ін.).

Флагманом тепловозобудування в Україні в даний час є холдингова компанія «Лугансктепловоз», яка випускає тепловози як для залізниць України, так і на експорт. Компанією було розроблено багато досвідчених серій тепловозів, таких як ТЕ114, ТЕ120, ТЕ109, ТЕ127, ТЕ129 та ін., на базі яких створені сучасні могутні локомотиви. На залізницях України для маневрової роботи використовуються маневрові локомотиви Чехословацького виробництва (ЧМЕ2, ЧМЕ3 та ЧМЕ3^Т).

На підприємствах локомотивного господарства залізниць України експлуатується (станом на 01.06.05) магістральні тепловози серій 2ТЕ116, 2ТЕ10, 2М62, М62, ТЕП70 (всього 647 одиниць) і 1321 одиниці маневрових тепловозів серії ЧМЕ2, ЧМЕ3, ЧМЕ5, ТГК2, ТГМ23. Заводські ремонти локомотивного парку в Україні проходять на Дніпропетровському тепловозобудівному заводі, Полтавському тепловозобудівному заводі, Івано-Франківському локомотивобудівному заводі.

Тепловози класифікуються за видом роботи і типом передачі від первинного джерела енергії – дизеля до тягових (ведучих) колісних пар. За видом роботи тепловози поділяються на вантажні, пасажирські і маневрові. За типом передачі – на тепловози з електричною, гідромеханічною та механічною передачею.

У залежності від призначення і типу передачі тепловози України і країн СНД позначаються буквами та цифрами.

Перша буква «Т» позначає тепловоз, друга буква позначає тип передачі «Е» - електрична, «Г» - гідромеханічна, третя буква «П» чи «М» вказує на призначення тепловоза для пасажирської чи маневрової роботи. У вантажних тепловозів третьої букви немає. Цифри перед літерним позначенням вказують на кількість секцій тепловоза, а після літерного позначення на серію локомотива. Букви після позначення серії вказують на заводську модернізацію локомотива. Наприклад: Тепловоз 2ТЕ116УП – тепловоз з електричною передачею, 2-х секційний, 116 серії, уніфікований, пасажирський.

Технічні характеристики основних серій тепловозів, експлуатованих в Україні, представлені в 1 частині «Методичних порад».

На рамі тепловоза (див. рис.1) кріпиться кузов 12, у якому розміщується кабіна машиніста 2, дизель 13 з допоміжним устаткуванням, що забезпечує роботу дизеля, шахта холодильника 20, акумуляторна батарея. У кузові, в залежності від типу передачі розміщується головний генератор 9 або гідропередача. Шахта холодильника має гідроредуктор 19, який є приводом вентилятора шахти, та секції радіаторів 18 охолодження води. У залежності від конструкції кузов може бути копотного чи вагонного типу. Маневрові тепловози, як правило, обладнуються копотним кузовом для кращого огляду шляху при різних напрямках руху тепловоза. Кузов може бути несучої або не несучої конструкції. У тепловозів з несучою конструкцією кузова (ТЭП60, ТЕП70, 2ТЕ121 та ін.) каркас кузова зварений у єдину цільну конструкцію.

Рама тепловоза 26, на якій крім кузова кріпиться паливний бак 24 із запасом дизельного палива, це зварена конструкція, через яку передається тягове і гальмове зусилля на поїзд. Для передачі цих зусиль на кінцях рами є литі стяжні короба, в яких розташовуються фрикційні апарати й автозчеп 21. Рама тепловоза спирається на кожен візок чотирма сферичними опорами.

Візки 23, в залежності від кількості осей, можуть бути двох чи тривісними. Візок являє собою жорстку конструкцію, зварену з двох бічних, двох поперечних коробчатих і двох поперечних кінцевих балок. До поперечних балок приварена шворнева балка, що має гніздо для розміщення шворня рами тепловоза. Шворневе з'єднання рами тепловоза з візками забезпечує поворот візків при уписуванні в криві. На бічних балках візка розташовані бічні опори, що передають на раму візка навантаження від рами тепловоза з кузовом.

Рис. 1. Схема розміщення основних вузлів на секції тепловоза 2ТЕ10:

1 – пульт управління; 2 – кабіна машиніста; 3 – двомашинний агрегат;

4 – гальмовий компресор; 5, 16 – вентилятори ТЕД; 6 – передній редуктор;

7 – високовольтні камери; 8 – вентилятор тягового генератора; 9 – тяговий генератор; 10 – піддизельна рама; 11 – відцентровий нагнітач; 12 – кузов;

13 – дизель; 14 – турбокомпресор; 15 – задній редуктор; 17 – вентилятор холодильника; 18 – секції радіаторів; 19 – гідроредуктор; 20 – шахта холодильника; 21 – автозчеп; 22 – тяговий електродвигун; 23 – колісна пара;

24 – паливний бак; 25 – візок; 26 – рама тепловоза

Конструкція опор забезпечує утримання візків уздовж осі рами при виході з кривих. У бічних балках рами маються кронштейни для розміщення буксових вузлів колісних пар і кріплень вузлів ресорного підвішування. У залежності від типу передачі колісні пари мають індивідуальний чи груповий привід. При електричній передачі кожна колісна пара приводиться в обертання тяговим електродвигуном 22 через зубчасту передачу одноступінчатого редуктора. Ведуча шестірня (мала) посаджена на вал якоря ТЕД, відома – на вісь колісної пари. Кріплення тягового двигуна може бути опорно-осьовим чи опорно-рамним. Від типу кріплення ТЕД залежить конструкція осі колісної пари і рами візка. Пристрій опорно-осьового й опорно-рамного підвішування розглянуто в «Методичних порадах» частина 1 (тема 4).

При гідромеханічній передачі (див. рис. 2) колісні пари мають груповий привід, при цьому кожна колісна пара 5 має осьовий редуктор 4, який приводиться в обертання від гідромеханічної передачі за допомогою карданних валів.

Ресорне підвішування 1 зв'язує букси колісних пар 6 з рамою візка 3 і складається з пружинних чи листових ресор, фрикційних гасителів коливань, пристрій яких залежить від конструкції букси (щелепна чи безщелепна). Деталі ресорного підвішування повинні мати достатню міцність, тому що через них передаються на колісні пари вертикальні навантаження ваги рами тепловоза з кузовом, стискальні зусилля від колісної пари на автозчеплення тепловоза. На рамі візка розміщуються так само опори кузова 2, та деталі гальмового обладнання тепловоза. Уніфікований візок з безщелепними буксами і груповим приводом на колісні пари тепловоза з гідромеханічною передачею показаний на рис.2

Рис. 2

1 – ресорне підвішування, 2 – опори кузова, 3 – рама візка, 4 – осьовий редуктор, 5 – колісна пара, 6 – букса

На безвізкових тепловозах ТГМ-1, ТГМ23 та ін. візки відсутні, а колісні пари розміщуються в рамі тепловоза. Колісна база цих локомотивів дозволяє їх експлуатацію на коліях промислових підприємств з малими радіусами кривих та по стрілочних переводах крутих марок.