Тепловоз ТУ2
Односекционный тепловоз ТУ2 с электрической передачей переменно-постоянного тока, предназначенный для вождения грузовых и пассажирских поездов на железных дорогах, имеющих ширину колеи 750 мм, имеет две кабины управления. Производился в СССР на Калужском заводе с 1956 по 1959 год.
Конструкция
Кузов тепловоза установлен на две двухосные тележки, у которых все оси ведущие. На каждую тележку рама кузова опирается тремя точками: шаровой пятой и двумя боковыми пружинными скользунами.
В передней и задней частях кузова расположены кабины машиниста, а в средней — машинное отделение. В кабинах находятся посты управления (рис. 3), на которых размещены приборы управления тепловозом и контроля за работой отдельных агрегатов. Для обогрева кабин в зимнее время установлены калориферы. В машинном отделении размещены: дизель-генераторная установка (состоящая из дизеля 1Д12 и спаренного с ним через гибкую или пальцево-втулочную муфту главного генератора), компрессор, холодильник с вентилятором, высоковольтная камера, котелподогреватель и другие вспомогательные агрегаты. Воздух в дизель поступает по воздуховодам через фильтры типа мультициклон. Отработавшие газы по двум выпускным охлаждаемым коллекторам через глушители выбрасываются в атмосферу.
Главный генератор — постоянного тока со смешанным возбуждением и самовентиляцией. Ток, вырабатываемый главным генератором, питает тяговые электродвигатели, которые передают вращение через цилиндрическую зубчатую передачу колесным парам тепловоза. Главный генератор используется также для пуска дизеля. При этом он работает в режиме электродвигателя, получая питание от аккумуляторной батареи, расположенной под холодильной установкой.
От вала главного генератора через распределительный редуктор вращение передается: вентилятору холодильника, компрессору, вентилятору охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки, возбудителю и вспомогательному генератору. Вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки приводится во вращение от переднего конца коленчатого вала дизеля.
Вспомогательный генератор предназначен для питания электроэнергией цепей управления и освещения, а также вспомогательных агрегатов тепловоза. Возбудитель питает электроэнергией независимую обмотку возбуждения главного генератора.
Холодильник тепловоза состоит из двух водяных и трех масляных радиаторов и осевого вентилятора, приводимого во вращение через фрикционную муфту и конический редуктор.
В средней части тепловоза, под кузовом, расположен топливный бак. На тележках у каждого колеса тепловоза установлены
бункера пневматических песочниц. Тепловоз оборудован пневматическим прямодействующим тормозом, пневматическими стеклоочистителями и стеклообогревателями лобовых окон кабин машиниста. По тяговым качествам тепловоз ТУ2 является самым мощным среди мотовозов и тепловозов, эксплуатирующихся на наших железных дорогах с шириной колеи 750 мм. При трогании с места
он развивает силу тяги до 8 500 кг (рис. 4 и 5) и обеспечивает движение поезда весом 375 т по подъему 9°/00 со скоростью 12 км!ч.
Максимальное значение к. п. д. тепловоза, равное 26%, достигается па 6-й позиции контроллера машиниста при скорости v = 20 км/ч. Наибольший к. п. д., реализуемый па 8-й позиции контроллера, составляет около 25%.
Кривые силы тяги и величина к. п. д. получены в результате паспортных испытаний тепловоза ТУ2, проведенных Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта.
Дизель
Дизель 1Д12 (рис. 6) представляет собой 12-цилиндровый четырехтактный быстроходный двигатель со струйным распылением топлива, водяным охлаждением и V-образным расположением цилиндров.
Он имеет следующие механизмы и системы: кривошипно-шатунный механизм, механизм передач, механизм газораспределения, топливоподающие аппараты, воздухоподающую и выпускную системы, топливную систему, систему охлаждения, систему смазки.
Вспомогательное оборудование
Передача=
Экипажная часть
Рама тепловоза сварной конструкции состоит из двух хребтовых балок 8, скрепленных между собой промежуточными креплениями 3 и по концам — шкворневыми балками 13. Средняя часть 1 рамы между шкворневыми балками с помощью боковых кронштейнов 6 связана с обносными угольниками 7. Нижние листы И перекрывают среднюю часть по всей длине. Такое сочетание элементов придает раме необходимую прочность и жесткость в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Концевые части 5 рамы имеют каркас из угольников, покрытый сверху листами 9. По контуру обносных угольников рама тепловоза посредством сварки соединена с обвязочным угольником каркаса кузова. Наружная обшивка боковых стен приварена к нижним настильным листам средней части рамы и вместе с каркасом кузова воспринимает вертикальные нагрузки. Для установки дизеля тягового генератора и распределительного редуктора на верхних поясах хребтовых балок предусмотрены накладки, опорные поверхности которых расположены в одной плоскости и обрабатываются на строгальном станке за одиц проход. Опорные поверхности накладок под установку дизеля и главного генератора пригоняются припиловкой и шабровкой с проверкой по линейке. При этом зазор между линейкой и обработанными поверхностями опор дизеля и генератора не должен превышать 0,2 мм. Рама опирается на каждую тележку тремя опорами: центральной шаровой пятой и двумя боковыми скользунами (рис. 94). Обе пяты служат для передачи тягового усилия при движении тепловоза. Сферическая форма пяты обеспечивает подвижность тележки, что улучшает динамические качества тепловоза. Боковые скользуны воспринимают на себя примерно 30% от общей нагрузки на тележки и придают раме необходимую поперечную устойчивость. Каждый скользун состоит из расположенной на кронштейне тележки подушки 3, по которой перемещается подпятник 5, армированный бронзовой шайбой 4, и плунжера 7 с пружиной 10 в направляющем стакане 8, укрепленном на раме. Пружина 10 имеет предварительное сжатие, что обеспечивает поперечную устойчивость рамы с кузовом и вместе с тем не препятствует наклонам тележки. Трущиеся поверхности боковых скользунов предохранены от попадания на них пыли, песка и воды чехлами 6. Кузов тепловоза (рис, 95) состоит из каркаса и наружной и внутренней обшивок с промежуточным слоем теплоизоляции из мипоры. Каркас сварной из профильной штампованной стали коробчатого и углового сечений и состоит из боковых и торцовых стен, связанных поверху крышей, а внизу — общим обносным угольником. Боковые стены имеют проемы для дверей и окон, а также для установки радиаторов холодильника. На торцовых стенах в кабинах машиниста установлены большие смотровые окна. В крыше над машинным отделением предусмотрен люк для установки дизеля и генератора внутрь кузова. Люк перекрывается съемной частью крыши, в которой находятся заборные отверстия для всасывающих коллекторов дизеля, вентиляционных каналов тягового генератора, отверстия для глушителей и люки вентиляции машинного помещения. С каждой стороны тепловоза, у кабин машиниста, имеется по одной входной двери с лестницами для входа в кузов. Боковые окна кабин машиниста выдвижные.
Тележка
Тележка тепловоза состоит из сварной рамы 6, рессорного подвешивания, двух колесных пар 7 с роликовыми буксами 8 и ударно-тягового прибора 2. Каждая колесная пара тележки имеет привод от тягового электродвигателя 15. Тележки оборудованы односторонним колодочным тормозом на обе колесные пары, пневматическими песочницами под все четыре колеса, путеочистителем и двумя предохранительными цепями, предусмотренными для ограничения поворота тележки при сходе ее с рельсов.
Рама тележки сварная из листовой стали марки М16С толщиной 20мм. Она состоит из двух боковых листов, связанных между собой по концам междурамными листовыми креплениями и в середине шкворневой балкой коробчатого сечения. В шкворневой балкеукреплен подпятник опорной пяты рамы кузова. К боковым листам приварены кронштейны для подушек скользунов рамы. К нижней кромке рамы укреплены брусья 19, которыми тележка ложится на рельсы в случае ее схода с рельсов. Для уравновешивания ударно-тягового прибора, установленного в передней части тележки, на заднем междурамном креплении установлены два противовеса.
Рессорное подвешивание экипажа служит для передачи веса тепловоза на колесные пары и смягчения ударов, испытываемых экипажем тепловоза при движении по неровностям пути. В каждой из четырех точек подвешивания тележки надбуксовые рессоры выполнены двойными и состоят из соединенных последовательно одной листовой рессоры и двух цилиндрических пружин.
Листовая рессора 6 (рис. 97) своим хомутом лежит на корпусе буксы. Пружины 3 установлены между кронштейнами 4, укрепленными к боковым листам рамы, и шайбами 2, через которые пропущены подвески 5 с гайками 1 и 9, служащими для регулирования рессор. Нагрузка от рамы тележки через кронштейн 4 передается на пружины 3, шайбы 2, подвески 5, листовые рессоры и от них на буксы колесных пар. Листовые рессоры собраны из желобчатой листовой стали марки 55С2 сечением 100 X 13; они состоят из семи листов (в том числе трех коренных), связанных в средней
части хомутом. Цилиндрические пружины изготовляются из прутка диаметром 30 мм из стали марки 55С2 с термообработкой до твердости /7В =
155 =400~-480. При правильно отрегулированном рессорном подвешивании тележек тепловоза зазор между кромкой выреза рамы и буксой должен быть не менее 30 мм.
Колесная пара. Колесная пара состоит из оси 1 (рис. 98), двух цельнокатаных колес 2, имеющих диаметр по кругу катания 900 мм, и зубчатого колеса, состоящего из центра 3 и венца 4. Оси колесных пар изготовляются из осевых заготовок углеродистой стали марки ОС. Л. ГОСТ 4728—53. Материал осей, его химические и механические свойства должны соответствовать ГОСТ 3874—47. Ось имеет шейки под буксовые роликоподшипники, предподступичные и подступичные части, на которые напрессовываются колеса, участок под запрессовку центра зубчатого колеса и шейки моторно-осевых подшипников тягового электродвигателя. Зубчатое колесо состоит из литого стального центра и кованого венца из стали марки 40Х, посаженного на центр в горячем состоянии.
Буксы предназначены для передачи подрессоренного веса тепловоза на оси колесных пар и вместе с тем они воспринимают от колесных пар и передают на раму тележек тяговое или тормозное усилие при движении тепловоза. На тепловозе установлены буксы с двумя роликовыми подшипниками — однорядным с цилиндрическими роликами № 32320 (ГОСТ 294—54) и двухрядным сферическим № 3620 (ГОСТ 5721—54).Цилиндрический роликовый подшипник воспринимает только радиальную нагрузку, а сферический — радиальную и осевую.
См. также
Литература
Пассажирский тепловоз ТЭП70. М., «Транспорт», 1976. 232 с. Авт.: В. Г. Б ы к о в, Б. Н. М о р о ш к и и, Г. Е. Сер де л ев и ч, Ю. В. Хлебников, В М. Ширяев.