Магистральные тепловозы

В 1976—1977 гг. Ворошиловградский тепловозостроительный завод имени Октябрьской революции продолжал выпускать грузовые двухсекционные двенадцатиосные тепловозы 2ТЭ10Л. Впервые тепловоз этой серии завод построил в 1962 г., использовав основное оборудование и тележки, применявшиеся Харьковским заводом транспортного машиностроения им. В. А. Малышева на тепловозах ТЭ10 и 2ТЭ10.

Ворошиловградский (в тот период Луганский) тепловозостроительный завод заново спроектировал кузова секций, выполнив их в отличие от кузовов тепловоза 2ТЭ10 с несущей рамой, т. е. по типу уже освоенного ранее заводом кузова тепловоза ТЭЗ. Это отличие и зафиксировано в обозначении серии 2ТЭ10Л, которая расшифровывается как двухсекционный тепловоз с электропередачей, десятый тип Харьковского завода, луганское исполнение.

У тепловозов 2ТЭ10Л одинаковые с тепловозами ТЭЗ расстояния между шкворнями (8600 мм) и между осями автосцепок (16 969 мм) каждой секции. Основными несущими элементами рамы кузова тепловоза 2ТЭ10Л являются две хребтовые балки № 45 и два обносных швеллера № 16. Между собой балки соединены межрамными креплениями, а по концам литыми стяжными ящиками. Кабины машиниста установлены на раме кузова на резиновых амортизаторах.

Кузов тепловоза опирается на две трехосные тележки. Вертикальная нагрузка на тележки передается так же, как и на тепловозе ТЭЗ — в четырех точках через опоры с роликами, перемещающимися по плоскостям с углом наклона 5°. Тяговое и тормозное усилия от тележек к кузову передаются через центральные шкворни.

Тележки тепловоза 2ТЭ10Л унифицированы по основным элементам с тележками тепловоза ТЭЗ, но имеют более эластичное рессорное подвешивание, двустороннее расположение тормозных колодок и малогабаритные буксы колесных пар с упругими боковыми упорами. В связи с этими изменениями и увеличением нагрузки на тележку боковые рамы тележек усилены и удлинены, толщина нижних листов боковины увеличена с 20 до 25 мм, а сами листы выполнены из низколегированной стали.

Шкворневая балка сделана литой, таврового сечения. В целях повышения эксплуатационной надежности тележек все поперечные швы и приварные детали с нижних поясов боковин удалены.

Рессорное подвешивание, как и у тележек тепловоза ТЭЗ, двухточечное. Каждая точка подвешивания представляет собой два комплекта концевых цилиндрических пружин и два комплекта рессорного подвешивания, соединенных между собой подвесками и балансирами. Комплект рессорного подвешивания включает в себя две цилиндрические пружины и размещенную между ними восьмилистовую рессору. Листовая рессора и пружины работают последовательно. Статический прогиб рессорного подвешивания 75 мм. Буксы имеют роликовые подшипники с цилиндрическими роликами и осевые упоры с пружинами. При новых бандажах диаметр колес 1050 мм.

На каждой тележке установлены два тормозных цилиндра диаметром 10″.

Для управления тормозами служат краны машиниста № 394, кран вспомогательного тормоза № 254 и воздухораспределители № 270.005.

Тяговые электродвигатели имеют опорно-осевое подвешивание; редуктор выполнен односторонним с передаточным числом 75:17=4,412, модуль зубчатых колес 10 (до 1970 г. передаточное число было 4,53, модуль 11). Зубчатые колеса имеют эластичные резинометаллические элементы.

В средней части кузова каждой секции размещена силовая установка, состоящая из десятицилиндрового дизеля 10Д100 (номинальная мощность 3000 л. с.) Харьковского завода транспортного машиностроения им. В. А. Малышева и соединенного с дизелем полужесткой муфтой тягового генератора ГП-311Б Харьковского завода «Электротяжмаш» им. В. И. Ленина. Дизель и генератор смонтированы на общей поддизельной раме сварной конструкции, которая является одновременно и картером двигателя.

Расположение оборудования на секции тепловоза 2ТЭ10Л:

1 – двухмашинный агрегат; 2 – камера для электрических агрегатов; 3 – компрессор; 4 – тяговый генератор; 5 – дизель; 6 – вентилятор холодильника.

Дизель 10Д100 (10ДН 20.7/ 2X25,4) имеет такие же размеры цилиндров (диаметр 207 мм, ход поршней 2X254 мм) и частоту вращения вала при номинальной мощности (850 об/мин), как и дизель 2Д100 тепловоза ТЭЗ. Повышение мощности каждого цилиндра с 200 до 300 л. с. достигнуто за счет увеличения давления наддува до 1,2—1,3 кгс/см 2 . Дизель двухтактный, однорядный; в каждый цилиндр помещены два поршня, соединенных шатунами с верхним и нижним коленчатыми валами; валы чугунные без противовесов, связаны между собой с помощью вертикальной передачи, состоящей из конических зубчатых колес и вертикальных валов.

Минимальная частота вращения вала 400 об/мин.

Масса дизеля с поддизельной рамой 19 460 кг, самого дизеля 16 800 кг.

Расход топлива при номинальной мощности 160 г/(э.л.с- ч)±5%.

Наддувочный воздух сжимается двумя параллельно работающими турбокомпрессорами, затем охлаждается и после этого центробежным нагнетателем подается в цилиндры дизеля. Использование для привода турбокомпрессоров энергии выхлопных газов повысило экономичность дизеля. Охлаждение наддувочного воздуха происходит в укороченных водовоздушных секциях, схожих по конструкции с секциями. холодильника.

Водяная система охлаждения имеет два контура: в первом циркулирует вода, омывающая цилиндры дизеля, во втором — вода, охлаждающая наддувочный воздух и масло в водомасляном теплообменнике.

Тяговый генератор ГП-311Б представляет собой десятиполюсную машину постоянного тока с независимым возбуждением и принудительной вентиляций. Продолжительная мощность генератора 2000 кВт (ток 4320 А, напряжение 465 В. частота вращения якоря 850 об/мин). Максимальное напряжение генератора 700 В, ток при этом 2870 А. Якорь имеет несимметричную двухходовую ступенчатую петлевую обмотку с уравнительными соединениями и изоляцией класса F. Обмотки главных полюсов выполнены с изоляцией класса Н; добавочных с изоляцией класса В. Масса генератора 8900 кг.

Генератор имеет специальную пусковую обмотку и используется во время пуска дизеля в качестве электродвигателя с последовательным возбуждением, питающегося от аккумуляторной батареи.

На тепловозе применена система возбуждения тягового генератора, при которой магнитный усилитель (амплистат) включен не в цепь обмотки возбуждения генератора, а в цепь обмотки возбуждения возбудителя. Возбудитель В-600, являющийся машиной постоянного тока мощностью 20,6 кВт (165 В, 125 А, 1800 об/мин), спроектирован и изготовлен Харьковским заводом «Электротяжмаш». Он имеет две обмотки возбуждения: основную намагничивающую, питаемую через амплистат, и дополнительную размагничивающую, которая питается постоянным током от вспомогательного генератора. Такая схема позволила уменьшить вес и размеры магнитного усилителя, выпрямителей, трансформаторов. Возбудитель В-600 имеет общий вал со вспомогательным генератором постоянного тока ВГТ-275/120 мощностью 12 кВт (75 В, 160 А, 1800 об/мин) и образует вместе с ним двухмашинный агрегат А-706Б.

Масса двухмашинного агрегата 660 кг. Приводится он от вала тягового генератора через редуктор.

В систему возбуждения тягового генератора для получения его гиперболической внешней характеристики введен синхронный подвозбудитель ВС-652, вырабатывающий однофазный ток, частота которого пропорциональна частоте вращения вала дизеля. Номинальная мощность подвозбудителя 0,55 кВт (110 В, 10 А), частота тока при 4000 об/мин 133 Гц.

На каждой секции тепловоза установлены шесть тяговых электродвигателей ЭД-118А, изготовленных заводом «Электротяжмаш». От ранее применявшихся на тепловозах 2ТЭ10Л электродвигателей ЭД-107А (до 1972 г.) электродвигатели ЭД-118А отличаются усиленной механической частью, применением изоляции «Монолит»; в остальном их конструкция и параметры остались без изменения. Электродвигатели четырехполюсные с последовательным возбуждением и принудительной вентиляцией. Обмотка якоря петлевая с изоляцией класса F. Номинальная мощность электродвигателей 305 кВт; номинальное напряжение 463 В, ток 720 А, частота вращения якоря 580 об/мин. Максимальное напряжение 700 В, максимальная частота вращения якоря 2290 об/мин. Масса электродвигателя 3100 кг.

Все шесть тяговых электродвигателей соединены параллельно. Для более полного использования мощности дизеля при высоких скоростях движения предусмотрены две ступени ослабления возбуждения тяговых электродвигателей — 60 и 36 %. Переходы на режимы ослабления возбуждения и обратно происходят автоматически, для чего в электрической цепи имеются два реле перехода.

Управление тепловозом осуществляется с помощью контроллера машиниста КВ-1509, воздействующего на всережимный изодромный регулятор дизеля, который изменяет цикловую подачу топлива в цилиндры, а также воздействует на реостат регулировочной обмотки амплистата. Главная рукоятка контроллера имеет нулевую и 15 рабочих позиций. На нулевой и 1-й позициях контроллера валы дизеля вращаются с частотой 400 об/мин; на последующих соответственно: 430; 465; 495; 530; 560; 590; 625; 660; 690; 720; 755; 785; 820 и 850 об/мин.

С валом тягового генератора через полужесткую муфту соединен вал компрессора КТ-7, изготовленного Полтавским турбомеханическим заводом. Этот компрессор, как и компрессор КТ-6 тепловозов ТЭЗ, электровозов ВЛ80 Т , ВЛ10 и ряда других, имеет три цилиндра, но отличается от последнего направлением вращения вала и измененной конструкцией некоторых деталей; производительность компрессора КТ-7 при частоте вращения вала 850 об/мин 5,3 м 3 /мин, т. е. такая же, как у компрессора КТ-6.

За дизелем со стороны, противоположной генератору, размещены холодильники для охлаждения воды, циркулирующей в водяной системе тепловоза. Вентилятор холодильника имеет механический привод через гидравлическую муфту переменного наполнения. Такая конструкция облегчает введение автоматического регулирования температуры воды и масла.

Для пуска дизеля и питания низковольтных цепей при неработающем дизеле служат аккумуляторные батареи 46ТПЖН-550 емкостью 550 А ч, номинальным напряжением 60 В.

При продолжительном режиме тепловоз развивает силу тяги 2X248 кН (2X25 300 кгс) и скорость 24,7 км/ч. При конструкционной скорости 100 км/ч сила тяги 2Х 58 кН (2X5900 кгс).

Запас топлива на локомотиве 2X6300 кг, масла 2X1500 кг, воды 2Х 1450 кг и песка 2X910 кг. Масса тепловоза в служебном состоянии 2X130 т.