Тепловозостроение
ТЕПЛОВОЗОСТРОЕНИЕ в СССР начало создаваться в 20-е гг. 20 в. Первые магистральные тепловозы по проектам Ю. В. Ломоносова и Я. М. Гаккеля (1924-1925 гг.) разрабатывались индивидуально, но при кооперации нескольких предприятий (в отличие от паровозостроения, где весь цикл производства проходил на одном выпускающем заводе).
Общие сведения
Тепловоз как объект производства по сравнению с паровозом представляет собой значительно более сложную и технически разнородную машину. Его составными частями являются не только крупногабаритные литые и сварные металлоконструкции (рамы, кузов, ходовые части), характерные вообще для ж.-д. подвижного состава, технология изготовления которых сходна с аналогичными паровозными узлами, но и сложные самостоятельные агрегаты: дизельные двигатели, компрессоры, вентиляторы, теплообменники, электрические машины, а также многие электрические аппараты и приборы. Большой объем в производстве составляют технологические процессы сборки, отладки и испытаний. Для производства тепловозов необходима кооперация предприятий, по крайней мере, трех отраслей промышленности: транспортного машиностроения, дизелестроения и электротехнической.
Краткая история
Промышленное тепловозостроение в СССР было начато на Коломенском заводе, где в 1930-1937 гг. было построено около 50 различных тепловозов, в том числе единичные образцы (Оэл6, Оэл7, Ээл8, Ээл9) и так называемые серийные тепловозы с осевой формулой 2-5о-1 мощностью 770 кВт (Ээл, начиная с № 12 в 1933 г.). В производстве тепловозов участвовали московский завод «Динамо», поставлявший тяговые электродвигатели, и Харьковский электромеханический завод – тяговые генераторы, дизели тепловозов типа 42БМК6 были собственного производства Коломенского завода. В 1934 г. построен 2-секционный тепловоз ВМ. Несмотря на то, что НКПС в 1937 г. перестал заказывать тепловозы, Коломенский завод вплоть до 1941 г. продолжал их выпуск для эксплуатации в качестве передвижных электростанций. Разрабатывались проекты новых тепловозов. В годы Великой Отечественной войны строительство тепловозов было прекращено в связи с частичной эвакуацией Коломенского завода в г. Киров и переключением его производственных мощностей на выпуск военной техники. В 1945-1946 гг. из США по лендлизу в СССР были доставлены две партии тепловозов производства АЛКо (серия ДА) – серия 68 единиц и Балдвин (серия ДБ) -30 единиц, которые поступили на Ашхабадскую и Северо-Кавказскую железные дороги. После восстановления «Завод № 75» в Харькове (бывший паровозостроительный, позже Харьковский завод транспортного машиностроения – ХЗТМ и затем «Завод им. В. А. Малышева») стал базой восстановления тепловозостроения в СССР. Производство основных узлов и сборка сначала 4-тактных, а затем 2-тактных тепловозных дизелей, литье чугунных коленчатых валов и ряд других сложных технологических процессов были освоены заводом. В 1947 г. был построен первый послевоенный тепловоз ТЭ1 с 4-тактным дизелем Д50 мощностью 735 кВт, прототипом которого послужил тепловоз ДА. Через год был начат выпуск 2-секционных тепловозов ТЭ2. В 1947 г. для расширения масштабов производства тепловозов в Харькове был создан специализированный завод тепловозного электрооборудования – ХЭТЗ (позднее «Электротяжмаш»), обеспечивший поставки электрических машин и аппаратов.
Выпуск 2-секционных тепловозов
В 1953-1955 гг. ХЗТМ и ХЭТЗ освоили серийный выпуск более мощных 2-секционных тепловозов ТЭЗ (2 х 1470 кВт) с 2-такт-ными дизелями 2Д100. Для обеспечения программы коренной реконструкции тяги на ж.-д. транспорте и перехода на новые виды тяги предусматривалось увеличение выпуска тепловозов. С 1956 г. на их производство были переориентированы крупнейшие паровозостроительные заводы – Луганский и Коломенский. На Брянском, Людиновском, Муромском и Калужском заводах также началось освоение производства тепловозов. С 1956 г. три больших завода: ХЗТМ, Луганский (ЛТЗ) и Коломенский (КТЗ) по проекту и технической документации Харьковского завода в кооперации освоили серийный выпуск тепловоза ТЭЗ: ХЗТМ и КТЗ выпускали дизели 2Д100 для общей программы производства, а ЛТЗ – экипажную часть (раму, кузов и тележки); сборку и выпуск тепловозов осуществляли все три завода. Электрооборудование (машины и аппараты) для них поставлял завод «Электротяжмаш». Это был новый опыт крупносерийного кооперированного производства в локомотивостроении. Одновременный выпуск тепловозов тремя заводами (от 390 до 1260 секций в год) продолжался 7 лет. С 1963 г. по 1973 г. тепловозы ТЭЗ продолжал выпускать только ЛТЗ. Общий выпуск тепловозов ТЭЗ за время их производства составил более 13,5 тыс. секций. Луганский завод одновременно с 1962 г. осваивал серийное производство более мощных локомотивов 2ТЭ10Л (2×2200 кВт) с дизелями 10Д100 и с 1974 г. полностью перешел на их выпуск. В различных модификациях (2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ10У) эти тепловозы стали основой грузового тепловозного парка на ж. д. СССР и продолжают эксплуатироваться на ж. д. России (2000 г.). Коломенский завод с 1961 г. выпускал пассажирские тепловозы ТЭП60 мощностью 2200 кВт с максимальной скоростью движения до 160 км/ч. К концу 1987 г. было построено 1240 таких тепловозов и 116 в 2-секционном исполнении (2ТЭП60). Все тепловозы типов ТЭЗ, ТЭ10, ТЭП60 имели двухтактные дизели и электрическую передачу. Брянский машиностроительный завод (БМЗ) выпускал маневровые тепловозы с 4-тактными дизелями Пензенского завода (с 1958 г.- ТЭМ1 с дизелем Д50, мощностью 735 кВт, и с 1961 г.- ТЭМ2 с дизелем ПД1 мощностью 880 кВт). Тепловозы ТЭМ2 с 1969 г. строились и на ЛТЗ. В тепловозостроении СССР сложилась определенная специализация производства: на Луганском заводе строились в основном грузовые тепловозы, на Коломенском – пассажирские, на Брянском – маневровые.
В конце 50-х – начале 60-х гг. был создан ряд тепловозов с гидравлической передачей, получившей распространение на локомотивах – в Западной Европе (например, в Германии). Этот тип тепловозов привлекал предприятия локомотивостроения отсутствием тяговых электрических машин и меньшей массой. По проекту ЛТЗ на Ленинградском заводе в 1960-1964 гг. было построено 76 грузопассажирских тепловозов ТГ102 – 2-секционных с гидропередачей. Производство магистральных тепловозов с гидропередачами не получило дальнейшего развития из-за отсутствия заказов от МПС. Маневровые и промышленные тепловозы с гидропередачей в больших объемах строились на Муромском, Калужском и Людиновском заводах (в 60-х гг. порядка 300 тепловозов ежегодно на каждом заводе).
В 80-е гг. дальнейшее развитие тепловозостроения СССР ориентировалось на использование более экономичных 4-тактных дизелей типа Д49, производство которых отрабатывалось Коломенским заводом. Впервые эти двигатели были применены Ворошиловград-ским заводом в 1971 г. на первых образцах тепловозов 2ТЭ116 с мощностью в секции 2250 кВт, и ТЭ114 (в тропическом исполнении) мощностью 1900-2000 кВт. С использованием дизелей этого типа были созданы и выпускались тепловозы следующего поколения с мощностью в секции 3000 кВт; грузовые 2ТЭ121 Луганского завода и пассажирские ТЭП70 Коломенского завода. В их конструкции нашли применение многие новые технические решения, требовавшие совершенствования технологии и организации производства. В частности, ТЭП70 (опытный образец в 1973 г., в серийном производстве с 1986 г.) построено более 400 единиц. Тепловоз имеет цельнонесущий кузов из низколегированной стали и алюминиевых сплавов, централизованную систему охлаждения электрических машин. Создавались 8-осные локомотивы: еще в 1974 г. на Людиновском заводе разработан маневрово-вывозной тепловоз ТЭМ7 мощностью 1470 кВт с осевой формулой 2о + 2о-2о + 2q. На Луганском заводе в 1984-1985 гг. построены опытные образцы грузового тепловоза ТЭ136 с 8-осным экипажем, на Коломенском заводе позднее – 8-осный пассажирский тепловоз ТЭП80. На них использован 20-цилиндровый дизель типа Д49 мощностью 4400 кВт.
Тепловозостроение за рубежом
Тепловозостроение за рубежом.Более 1 млн. км магистральных ж. д. в мире обслуживаются автономными локомотивами, преимущественно тепловозами. Главными полигонами тепловозной тяги за рубежом являются ж. д. таких промышленно развитых стран, как США и Канада, где почти все движение обслуживается тепловозами и парк локомотивов составляет ок. 30 тыс. единиц (секций). Основные производители тепловозов в Северной Америке, которые в последние годы делят почти поровну локомотивный рынок ж. д. США, – «Дженерал моторе» и «Дженерал электрик», а также «Монреаль локомотив уоркс» в Канаде. Электротяговое отделение корпорации «Дженерал моторе» (Electro-Motive Division – General Motors Corporation, EMD-GM) производит 2-тактные тепловозные дизели собственной конструкции (с 1938 г. последовательно – типы 567, 645 и 710), тяговое электрооборудование, экипажную часть, а также осуществляет сборку и выпуск тепловозов. Основное предприятие в г. Ла-Грейндж (шт. Иллинойс). Производство маневровых тепловозов было начато в 1935 г., пассажирских – в 1938 г., грузовых – в 1940 г. Производственные мощности в кон. 80-х гг. обеспечивали выпуск до 5 секций тепловозов в сутки. Филиалы корпорации в Канаде (General Motors of Canada), Аргентине и ЮАР производят тепловозы для рынков своих регионов. В некоторых странах Европы, Азии, Южной Америки тепловозы конструкции EMD-GM строятся местными фирмами по лицензиям. Отделение транспортных систем компании «Дженерал электрик» (General Electric – GE Transportation Systems, GETS) на заводе в г. Скенектеди (шт. Нью-Йорк) с 1925 г. совместно с компанией «Ингерсолл – Рэнд» (Ingersoll – Rand) строило маневровые и промышленные тепловозы малой мощности; с 1940 г. в кооперации с АЛКо было начато производство магистральных тепловозов, электрооборудование для которых создавалось фирмой GE. С 1954 г. на заводе в г. Эри (шт. Пенсильвания) строятся тепловозы собственной разработки GETS с 4-тактными дизелями фирмы «Купер-Бессемер» (Couper-Bessemer); имеет филиал в Бразилии. В ФРГ, ЮАР, Австралии и Китае тепловозы фирмы «Дженерал электрик» строились местными предприятиями по ее лицензиям.
До 70-х гг. тепловозы выпускала компания АЛКо. Их производство сохранилось в Канаде на предприятиях «Монреаль локомотив уоркс» (Montreal Locomotive Works -MLW – Industries of Canada), которые вошли в транснациональную корпорацию «Бомбардье» (Bombardier Inc.). В США имеется ряд более мелких производителей, которые осуществляют сборку или модернизацию локомотивов на базе узлов серийных тепловозов, выпускаемых крупными фирмами.
Наибольшие объемы производства тепловозов в США относятся к 1950-1952 гг. (до 4000 ед. в год). В 1965-1980 гг. производство находилось на уровне 1000-1500 тепловозов в год. После 1981 г. выпуск значительно снизился из-за сокращения заказов на новые локомотивы в связи с резким ростом цен на нефть. В 1985-1987 гг. размеры поставок железным дорогам локомотивов, выпускаемых заводами EMD-GM и GETS, стали возрастать.
В промышленно развитых странах Западной Европы тепловозостроение характеризуется, с одной стороны, производством более «легких» тепловозов (с нагрузками от оси на рельсы 160-180 кН) и с другой – выпуском многочисленных типов маневровых и промышленных тепловозов. Поэтому на локомотивах широко применяются быстроходные дизели и гидравлические передачи. Современные магистральные тепловозы с электропередачей создают и строят (2001 г.) фирмы «Альстом» (Франция), «Тиссен-Хеншель» (ФРГ), «Инглиш электрик» (Великобритания) и европейский концерн «Адтранц» (Adtranz – ABB Daimler – Benz Transportation).