Тепловоз ТЭП70.

Увеличение веса пассажирских поездов и скорости их движения потребо-вало применения на некоторых неэлектрифицированных линиях двухсекцион-ных тепловозов 2ТЭП60. При этом удвоение мощности и веса локомотива в ряде случаев снижало использование мощности дизелей, а излишний сцепной вес несколько повышал эксплуатационные расходы. Требовался более мощный тепловоз, чем ТЭП60, с незначительным увеличением сцепного веса. Такая задача была решена на Коломенском тепловозостроительном заводе, где под ру-ководством главного конструктора завода по локомотивостроению Ю. В. Хлебникова был создан проект двухтележечного шестиосного тепловоза с дизелем мощностью 4000 л.с. и электрической передачей переменно-постоянного тока. В июне 1973 г.

Коломенский завод построил по этому проекту первый тепловоз, получивший обозначение ТЭП70-0001. Затем в 1974 – 1975 гг. были пос-троены тепловозы № 0002 – 0004,а в 1977 – 78 гг. № 0005 – 0007 .

Кузов тепловоза несущей конструкции ферменно-раскосного типа, изгото-влен с применением профилей из низколегированной стали, и алюминиевых сплавов для каркаса и обшивки. Это позволило снизить массу кузова на метр длины с 1,03 т (тепловоз ТЭП60) до 0,89 т. Главные продольные балки кузова коробчатого сечения расположены по наружному контуру. В среднюю секцию рамы вварен топливный бак с нишами для аккумуляторной батареи.

Кузов опирается на тележки двумя центральными маятниковыми опорами с резиновыми амортизаторами и четырьмя боковыми цилиндрическими винто-выми пружинами. Тележки подобены по конструкции тележкам тепловоза ТЭП60, но имеют изменения, связанные с тем, что колесные пары выполнены диаметром 1220 мм.

Увеличение диаметра колес сделано по требованию специалистов, считав-ших, что это снизит контактные напряжения в рельсах. Статический прогиб бо-ковых пружин 98 мм, первичного рессорного подвешивания (цилиндрических пружин и листовых рессор) – 94 мм. Передаточное число редуктора 73:25=3,12. Тепловоз оборудован электропневматическим тормозом (воздухо-распредели-тель № 292 и электровоздухораспределитель №305, кран машиниста № 395; кран вспомогательного тормоза № 254) и имеет по четыре тормозных цилиндра диаметром 10" на каждой тележке.

На тепловозе установлен дизель-генератор 2А-9ДГ, состоящий из четырех-контактного шестнадцатицилиндрового дизеля 2А-5Д49 (16ЧН26/26) с V-образ-ным расположением цилиндров и тягового генератора ГС-504А.

Дизель имеет газотурбинный наддув и охлаждение наддувочного воздуха и выхлопного коллектора. Диаметр цилиндров 260 мм, ход поршня 260 мм. Но-минальная мощность (P_ном) дизеля при частоте вращения вала 1000 об/мин 4000 л.с. Удельный расход топлива при P_ном 153 – 160 г/(э.л.е-ч). Масса сухого дизе-ля с поддизельной рамой 18500 кг; масса дизель-генератора 26000 кг.

Тяговый генератор ГС-504А номинальной мощностью 2750 кВт изготовлен Харьковским заводом «Электротяжмаш» и представляет собой двенадцатипо-люсную синхронную машину с двумя трехфазными обмотками на статоре, сдвинутыми друг относительно друга на 30 электрических градусов. Линейное напряжение генератора в продолжительном режиме 360 В, максимальное 580 В; продолжительный линейный ток 2X2400 А, при максимальном напряжени – 2X1500 А. Номинальная частота тока при номинальной частоте вращения 1000 об/мин 100 Гц. Коэффициент полезного действия в продолжительном режиме 94,8%; масса генератора 6500 кг.

На станине генератора имеется площадка, на которой установлены возбу-дитель ВС-650 и вспомогательный стартер-генератор СТГ-7, примененные Ра-нее на тепловозах ТЭ109, 2ТЭ116 и ТЭ114. Обе эти машины приводятся через редуктор от вала дизеля.

Для выпрямления тока тягового генератора служит выпрямительная уста-новка УВКТ-5, состоящая из двух параллельно соединенных трехфазных мос-тов. В каждом плече моста десять параллельно включенных ветвей; в каждой ветви два последовательно включенных лавинных вентиля ВЛ200-8; общее ко-личество вентилей в установке 240. Номинальное выпрямленное напряжение 750 В, ток 5700 А. Масса установки 650 кг; изготовлена она Таллиннским элек-тротехническим заводом им. М. И. Калинина.

На каждой тележке установлены три тяговых электродвигателя ЭД-119 но-минальной мощностью по 411 кВт (напряжение в продолжительном режиме 512 В, максимальное 750 В, ток продолжительного режима 880 А, ток при мак-симальном напряжении 600 А), частота вращения якоря в продолжительном режиме . 657 об/мин, максимальная 2320 об/мин. Обмотки полюсов имеют изоля-цию класса F, обмотка якоря – класса Н; эта обмотка выполнена петлевой. Масса электродвигателя 3250 кг. Машины изготовлены заводом «Электротяжмаш». Тяговые электродвигатели всегда соединены параллельно.

 

 

 

 

 

1 — высоковольтная камера; 2 — выпрямительная установка; 3 — блок возбуждения главного генератора; 4 — осевой вентилятор централизованной системы воздухоснабжения; 5 — оболочковая муфта; 6 — стартер генератор; 7 — возбудитель; 8 — санузел; 9 — дизель генератор; 10 — воздухоочиститель дизеля; 11 — подогреватель топлива; 12 — гидронасосы; 13 — редуктор гидронасосов; 14 — маслопрокачивающнй насос; 15 — топливоподкачивающий насос; 16 — компрессор тормозной системы; 17 — воздушные резервуары; 18 — блок питания электропневматического тормоза; 19 — шкаф для одежды и посуды; 20 — воздухораспределитель; 21 — огнетушитель; 22 — тифон; 23 — блок охлаждающего устройства двойной; 24 — бак водяной; 25 — глушитель; 26 — блок охлаждающего устройства одинарный; 27 — блок фильтров централизованной системы воздухоснабжения; 28 — резервуар противопожарной системы; 29 — люк на крыше; 30 — песочницы; 31 — бак масляной системы; 32 — провода силовые.

 

Вращающий момент от электродвигателей передается на ось колесной па-ры через редуктор и полый вал, эластично соединенный с колесной парой, как и у тепловозов ТЭП60.

Для полного использования мощности дизеля применены автоматические регулирование напряжения тягового генератора и две ступени ослабления воз-буждения тяговых электродвигателей (62 и 38%). Управление тепловозом осу-ществляется контроллером машиниста КВ-1554, имеющим реверсивную руко-ятку с положениями вперед, нуль, назад и главную с нулевой и пятнадцатью (1 – 15) рабочими позициями. При переводе главной рукоятки на 1-ю позицию включаются тяговые электродвигатели; частота вращения вала дизеля при этом 350 об/мин; переводом главной рукоятки до 15-й позиции частота вращения вала повышается до 1000 об/мин.

Электрическое оборудование тепловоза предусматривает управление по системе многих единиц.

На тепловозе применена система централизованного воздухоснабжения для охлаждения электрических машин (тягового генератора, тяговых электро-двигателей), выпрямительной установки, блока возбуждения. Воздух через жа-люзи и фильтры засасывается осевым вентилятором с механическим приводом от вала дизеля. В минуту подается около 1200 м³ воздуха при напоре 450 мм вод. ст. Установка одного общего вентилятора вместо нескольких индивиду-альных позволила уменьшить количество оборудования, улучшить степень фильтрации воздуха и снизить расход энергии на вспомогательные нужды.

Цепи управления и вспомогательных машин работают на постоянном токе. На тепловозе установлена аккумуляторная батарея 48ТН-450. Компрессор ПК-5.25 производительностью 2,9 м³/мин приводится ЭД П2К-02 (25 кВт).

Тепловоз развивает при длительном режиме скорость 50 км/ч и силу тяги 167 кН (17 000 кгс). При максимальной скорости 160 км/ч сила тяги составляет около 58,8 кН (6000 кгс); при этой же скорости тепловоз имеет максимальный коэффициент полезного действия 32,5%. На собственные нужды тепловоза рас-ходуется 9 – 11% номинальной мощности дизеля. Минимальный радиус прохо-димых тепловозом кривых 125 м. Масса тепловоза при ²/₃ запаса топлива и пес-ка 129 т. Нагрузка от колесной пары на рельсы 21,5 тс. Запас топлива 6000 кг, песка 800 кг, воды 1480 кг, масла 1430 кг.

Опытные тепловозы ТЭП70 поступили в депо Орша Белорусской железной дороги и эксплуатировались с пассажирскими поездами на участках Орша – Го-мель, Орша – Новосокольники, Орша – Овруч и Орша – Брест. При этом они расходовали на 10 – 12% меньше топлива по сравнению с тепловозами ТЭП60.

Тепловоз № 0005 прошел тягово-теплотехнические испытания на экспери-ментальном кольце ВНИИЖТа и динамические, в том числе по воздействию на путь, на участке Белореченская – Майкоп Северо-Кавказской железной дороги. Опыт эксплуатации и результаты испытаний первых тепловозов ТЭП70 дали конструкторам Коломенского завода материал для внесения необходимых изменений в отдельные узлы локомотива. В 1978 г. завод начал изготовление тепловозов ТЭП70 (с № 0008), которые отличались от своих предшественников.

На этих тепловозах значительно изменены расположение и формы элементов боковых ферм (стенок) кузова, применены тележки и ряд узлов тепловозов ТЭП75. В рессорном подвешивании первой ступени цилиндрические пружины и листовые рессоры с балансирами заменены индивидуальным подве-шиванием с цилиндрическими пружинами; во второй ступени вместо резино-вых блоков центральных опор и пружинных боковых опор с поверхностями трения поставлены цилиндрические пружины, воспринимающие попереч-ную и угловую деформации. Статический прогиб рессорного подвешивания увеличился со 104 до 170 мм. Для сохранения демпфирующих свойств подвешива-ния, обеспечиваемых на первых тепловозах листовыми рессорами, на но-вых тепловозах применены гидравлические амортизаторы. В тяговом приводе вместо полого вала на подшипниках скольжения и поводковых муфт с плавающим звеном применены полый карданный вал с поводковыми центрирован-ными муфтами. Изменения коснулись также длины тепловоза (она увеличилась на 1230 мм, и расстояние между осями автосцепок стало 21700 мм) и общей ко-лесной базы (расстояние между осями крайних колпар увеличилось на 950 мм).

Тяговое и тормозное усилия от тележек на кузов передаются через шквор-ни. На каждой тележке установлены шесть тормозных цилиндров диаметром 10". Нажатие тормозных колодок на колеса двустороннее.

Одновременно с изменением конструкции тягового привода тяговые элек-тродвигатели ЭД-119 были заменены на ЭД-121А, выполненные на базе элек-тродвигателей ЭД-120А, используемых на маневровых тепловозах ТЭМ7 (см. гл. VII). По сравнению с ЭД-119 у электродвигателя ЭД-121А несколько изме-нены параметры номинальной мощности (413 кВт), напряжения (542/750 В) и тока (830/600 А). Стартер-генератор СТГ-7 был заменен стартер-генератором ПСГУ2 (50 кВт, 110 В).

Тепловозы оборудованы электрическим (реостатным) тормозом. Мощность тормозных резисторов 3200 кВт; резисторы при стоянке тепловоза могут ис-пользоваться для нагрузки дизель-генератора при опробовании его работы.

У тепловозов с № 0008 запас песка 600 кг, воды 1134 и масла 1000 кг. На тепловозах установлен компрессор КТ-6. Тепловозы ТЭП70 второго исполнения строились после 1978 г. в небольшом количестве все последующие годы.