ТЕПЛОВОЗЫ (МОТОВОЗЫ) УЗКОЙ КОЛЕИ
Тепловозом называется локомотив, источником механической энергии которого является двигатель внутреннего сгорания, преимущественно высокого сжатия с самовоспламенением топлива.
Мотовозом приято называть тепловоз мощностью менее 150 лошадиных сил.
В качестве передачи от двигателя к колёсам применяется механическая, газовая, гидравлическая и электрическая передачи. На существующих мотовозах узкой колеи в настоящее время применяется главным образом механическая передача. Однако на более тяжелых мотовозах начинает прочно пробивать себе путь электрическая передача, вследствие присущих ей свойств, удовлетворяющих практически всем требованиям железнодорожной службы, а именно: большое начальное усилие при трогании с места и большое ускорение при разгоне, простое решение вопроса о размещении движущих осей, меньшее динамическое воздействие на путь, легкое управление локомотивом, эластичность тяговой характеристики и надежность действия.
Выполняется ряд экспериментальных образцов тепловозов с гидравлической и гидромеханической передачей, обладающей значительными преимуществами по сравнению с механической и электрической передачами.
Газовая передача распространения не получила.
Мотовозы МУЗГ-4 и МУЗ-4
Узкоколейные мотовозы МУЗГ-4 и МУЗ-4 наиболее широко распространены на предприятиях лесной и других отраслей промышленности СССР.
Конструкция этих мотовозов почти одинакова. Различие состоит лишь в том, что на мотовозе МУЗ-4 установлен бензиновый двигатель (сначала двигатель ЗИС-5, позднее ЗИС-120), а на мотовозе МУЗГ-4 - газовый двигатель УралЗИС-21А и соответствующая газогенераторная установка.
Мотовозы имеют механическую передачу, состоящую из муфты сцепления, коробки перемены передач, реверса, карданной передачи на привод тележек, главной передачи тележки и цепной передачи на все четыре движущие оси. Натяжение роликовой цепи производится за счет перемещения букс.
Ходовая часть мотовозов состоит из четырех колесных пар с подшипниками скольжения и буксами вагонного типа. Колеса чугунные, имеют отбеленный обод, заменяющий бандаж. Мотовозы, выпущенные Онежским заводом в последний период, имели колеса, состоящие из чугунного центра, на ободы которых насаживались бандажи.
Рама мотовоза цельносварная, имеет две продольные балки из швеллера No 24 и поперечные связи; опирается на подпятники двух тележек. Кроме того, она имеет четыре скользуна, которые служат опорой рамы на такие же скользуны тележек при неровностях пути.
Мотовоз МУЗ-4
Рамы тележек наружные (что увеличивает динамическую устойчивость и понижает центр тяжести мотовоза), состоят из продольных и торцевых листов толщиною 10 мм и поперечной балки, на которой укреплён корпус главной передачи.
Мотовозы имеют восемь самостоятельно работающих рессор, концы которых свободно упираются на упорные скобы, укрепленные к раме тележки.
Ударно-упряжной прибор мотовозов центральный, однобуферный.
Мотовозы оборудованы ручным тормозом винтового типа, действующим на все четыре колесные пары, и четырьмя песочницами, расположенными по углам рамы; подача песка производится под колеса первой и четвертой осей.
Мотовозы оборудованы электроосвещением; система электрооборудования аналогична таковой у автомобилей ЗИЛ-150.
Основным поставщиком мотовозов в лесную промышленность (с 1948 по 1956 год) являлся Онежский машиностроительный (ныне тракторный) завод в г.Петрозаводске, который за этот период выпустил более 2400 штук.
Мотовоз МУЗ-4-Д
Потребности торфяной промышленности СССР в мотовозах узкой колеи с 1948 года в основном обеспечивает Калининский ремонтно-механический завод Министерства электростанций СССР, и с 1957 года их производство освоил Рязанский механический завод. Общее количество выпущенных ими мотовозов составляет около 1000.
Выпускаемые в настоящее время мотовозы имеют марку МУЗ-4-Д.
Мотовоз МУЗ-4-Д
Основные параметры мотовоза МУЗ-4-Д и конструкция экипажной части аналогичны таковым у мотовоза МУЗ-4. Различие состоит лишь в том, что на мотовозе МУЗ-4-Д установлен в качестве двигателя дизель марки Д-54, коробка перемены передач трактора ДТ-54 и изменено передаточное число реверса (см. таблицу 17). В остальном передача аналогична передаче мотовоза МУЗГ-4.
Мотовоз ДМ-54
На базе газогенераторного мотовоза МУЗГ-4 разработана конструкция дизельного мотовоза.
Благодаря установке дизеля Д-54, имеющего бОльшую мощность, чем газовый двигатель УралЗИС-21А, увеличен сцепной вес мотовоза (в основном за счет балласта) до 10,5 т и тяговое усилие по сцеплению до 2300 кг. Коробка перемены передач использована от трактора ТДТ-40, изменено передаточное число реверса. В остальном передача аналогична передаче мотовоза МУЗГ-4.
Мотовоз ДМ-54
Мотовоз оборудован пневматическим и ручным тормозами на все колёса. Расположение песочниц несколько изменено: подача песка производится под колёса второй и третьей оси при помощи пневмопривода.
Экипажная часть имеет некоторые отличия по сравнению с экипажной частью мотовоза МУЗГ-4, вызванные заменой двигателя, установкой пневмотормоза и расположением песочниц.
Тепловоз ТУэ-4 (прежнее название МДэ-4)
Опытный тепловоз с электропередачей, конструкция которого была разработана коллективом ЦНИИМЭ, в содружестве с коллективом Онежского машиностроительного завода, изготовлен в 1956 году на Онежском тракторном заводе.
Двигателем служит безкомпрессорный дизель марки 3Д6, мощностью 150 л.с., с генератором постоянного тока типа ПН-750 мощностью 110 квт. Тепловоз имеет две независимые тележки, каждая ось приводится в движение от индивидуального тягового электродвигателя закрытого типа, невентилируемого, мощностью 20,6 квт. Подвеска тягового двигателя трамвайного типа, передача от тягового двигателя на ось осуществляется одноступенчатой цилиндрической передачей, с передаточным числом 6,43.
Мотовоз МДэ-4
Мощность от дизеля передаётся на ведущие колёса через генератор и тяговые электродвигатели. Основное оборудование тепловоза и кабина смонтированы на раме; кабина расположена в центре рамы тепловоза, а дизель и генератор вынесены из кабины и закрыты кожухами.
Рама кузова цельносварная, состоит из продольных балок из швеллера No 20, междурамных связей и поперечных кронштейнов. По концам продольных балок рама тепловоза связана буферными брусьями, на середине которых установлены ударно-упряжные приборы, конструкция которых аналогична применяемым на мотовозах МУЗГ-4.
Рама тепловоза упирается на тележки и имеет трёхточечное подвешивание, что обеспечивает независимое отклонение одной тележки от другой. Передняя опора сферическая, а задняя цилиндрическая, против центра задней опоры на раме тепловоза и раме тележки расположены два скользуна.
Рамы тележек наружные, брусковые, соединение отдельных элементов болтовое. Рессорное подвешивание верхнее, комбинированное, включает листовые рессоры и цилиндрические пружины, последние установлены в качестве упругих опор для листовых рессор. Наружные концы рессор передней и четвёртой колёсных пар связаны поперечным балансиром и цилиндрических пружин не имеют.
Тормоз тепловоза пневматический, прямодействующий и ручной, предусмотрена также возможность электроторможения.
Каждое колесо имеет индивидуальную песочницу, управление подачей песка пневматическое.
Опытный экземпляр тепловоза более двух лет работает в Крестецком леспромхозе и имеет хорошие эксплуатационные показатели. Можно надеяться, что он явится образцом локомотива, который придёт на смену паровозам в лесную промышленность.
На базе тепловоза ТУэ-4 ЦНИИМЭ в содружестве с Архангельским лесотехническим институтом разработана конструкция тепловоза с механической передачей ТУм-4, а в содружестве с Воткинским заводом конструкция тепловоза с гидромеханической передачей ТУм-4. Результаты испытаний опытных образцов дадут возможность выбрать наиболее целесообразный тип тепловоза для лесной промышленности.
Тепловоз ТУ-2
Калужским машиностроительным заводом выпущена опытная партия узкоколейных тепловозов серии ТУ-2. На тепловозе установлен четырёхтактный безкомпрессорный дизель типа 1Д12, с номинальной мощностью 300 л.с., с диапазоном оборотов 500џ1500 в минуту и генератор постоянного тока с независимым возбуждением, самовентилирующий, мощностью 195 квт.
Тепловоз имеет две независимых двухосных тележки, каждая ось приводится в движение от индивидуального тягового электродвигателя с принудительной вентиляцией, мощностью 56 квт.
Подвеска тягового двигателя трамвайного типа, передача от тягового двигателя на ось осуществляется одноступенчатой цилиндрической передачей, с передаточным числом 5,54.
Тепловоз имеет обтекаемый кузов вагонного типа. Кузов имеет собственную раму, на которой смонтировано всё основное оборудование и аппаратура.
Управление тепловозом осуществляется в зависимости от хода тепловоза с двух постов управления рукояткой контроллера.
Рама кузова цельносварная, состоит из продольных балок из швеллера No 24, междурамных связей и кронштейнов. Для крепления дизеля и генератора приварены специальные опоры.
Рама кузова опирается на шаровые опоры тележек; чтобы ограничить качание тепловоза имеется четыре боковых подвижных опоры.
Тепловоз ТУ-2
Рамы тележек наружные, листовые, сварной конструкции. Со стороны расположения ударно-упряжных приборов приварен буферный брус. Ударно-упряжные приборы расположены на рамах тележек. Конструкция ударно-упряжных приборов аналогична конструкции приборов мотовоза МУЗГ-4. Колесные пары на роликовых подшипниках. Рессорное подвешивание комбинированное, аналогично тепловозу ТУэ-4, но не имеет поперечных балансиров. Каждая рессора работает самостоятельно. Каждое колесо имеет индивидуальную песочницу, управление подачей песка пневматическое.
Тепловоз оборудован пневматическим прямодействующим а автоматическим, а также ручным тормозами; водяным котлом-подогревателем для подогрева двигателя, масляного бака, топлива и обогрева кабины управления; холодильником с осевым вентилятором для охлаждения воды и масла; пневматическими стеклоочистителями и электрообогревом торцевых стекол кабины управления; скоростеметрами: на одном посту управления - нерегистририрующим электромагнитным, на другом посту управления - регистрирующим СЛ-2.
В связи с большими эксплуатационными преимуществами тепловозы типа ТУ-2 найдут применение и на магистральных узкоколейных дорогах лесной промышленности с большим грузооборотом.
Таблица 16
Основные параметры мотовозов и тепловозов колеи 750 мм
Наименование параметров | Тип или серия мотовоза | ||||
---|---|---|---|---|---|
МУЗ-4 | МУЗ-4-Д | ДМ-54 | ТУэ-4 | ТУ-2 | |
Год начала выпуска | 1948 |
1948 |
1957 |
1956 |
1956 |
Сцепной вес мотовоза (в т) | 8,0 |
8,4 |
10,5 |
16,0 |
32 |
Осевая формула | 0-2-0 + 0-2-0 |
||||
Нагрузка на ось (в т) | 2,0 |
2,1 |
2,6 |
4,0 |
8,0 |
Жёсткая база (в мм) | 1300 |
1300 |
1300 |
1500 |
1700 |
Расстояние между шкворнями тележек (в мм) | 3320 |
3320 |
3982 |
3200 |
5000 |
Диаметр движущих колес (в мм) | 600 |
600 |
600 |
750 |
900 |
Длина мотовоза между буферами (в мм) | 6600 |
6710 |
7260 |
7800 |
10 740 |
Ширина мотовоза (в мм) | 2300 |
2140 |
2254 |
2200 |
2450 |
Высота мотовоза (в мм) | 3000 |
2960 |
2970 |
3270 |
3470 |
Наибольшая скорость движения (в км/час) | 26,6 |
22 |
21,8 |
30 |
50 |
Наименьший радиус вписывания мотовоза в кривую (в м) | 25 |
25 |
25 |
50 |
50 |
Расчетная касательная сила тяги по сцеплению (в кг) | 1600 |
1700 |
2300 |
3200 |
7600 |
Таблица 17
Основные характеристики механических передач мотовозов узкой колеи
Наименование параметров | МУЗ-4 | МУЗ-4-Д | ДМ-54 |
---|---|---|---|
Марка двигателя | ЗИС-120 |
Д-54 |
Д-54 |
Число цилиндров | 6 |
4 |
4 |
Диаметр цилиндра (в мм) | 101,6 |
125 |
125 |
Ход поршня (в мм) | 114,3 |
152 |
152 |
Число оборотов в минуту | 2400 |
1300 |
1300 |
Наибольшая эффективная мощность (в лс) | 82 |
54 |
54 |
Муфта сцепления | Автомобильного типа |
||
Соединение муфты сцепления с коробкой перемены передач | Непосредственно |
||
Марка коробки передач | ЗИС |
ДТ-54 |
ТДТ-40 |
Передаточные числа коробки перемены передач: | |||
I | 6,6 |
3,5 |
2,882 |
II | 3,74 |
2,7 |
1,87 |
III | 1,84 |
2,3 |
1,2 |
IV | 1,0 |
2,0 |
0,833 |
V | - |
1,5 |
0,537 |
Реверс | С цилиндрическим шестернями |
||
Передаточное число реверса | 5,07 |
2,27 |
6,028 |
Передача от реверса к главной передаче | Карданными валами |
||
Передаточное число главной передачи | 1 |
1 |
1 |
Передача на ведущие колёса | Цепная |
||
Передаточное число цепной передачи | 1,83 |
1,83 |
1,83 |
Таблица 18
Основные характеристики электрических передач тепловозов узкой колеи
Наименование параметров | ТУэ-4 | ТУ-2 |
---|---|---|
Двигатель | ||
Марка двигателя | 3Д6 |
1Д12 |
Число цилиндров | 6 |
12 |
Диаметр цилиндров (в мм) | 150 |
150 |
Ход поршня (в мм) | 180 |
180 |
Число оборотов в минуту | 1500 |
1500 |
Номинальная мощность (в лс) | 150 |
300 |
Генератор | ||
Тип генератора | ПН-750 |
МПТ-49/25-3 |
Номинальная мощность (в квт) | 110 |
195 |
Номинальное число оборотов в минуту | 1 500 |
1 500 |
Номинальное напряжение (в в) | 480 |
450 |
Номинальная сила тока (в а) | 240 |
434 |
Вентиляция | Самовентилирующийся |
|
Возбуждение | Независимое |
|
Соединение с двигателем | Полужесткой муфтой |
|
Возбудитель генератора |
||
Тип | ЭМУ-25-4-Е |
ПН-28,5 |
Номинальная мощность (в квт) | 2,5 |
2,0 |
Номинальное напряжение (в в) | 230 |
115 |
Номинальная сила тока (в а) | 11,0 |
17,4 |
Привод | От генератора |
|
Возбуждение | Независимое |
Смешанное |
Вентиляция | Самовентилирующийся |
|
Тяговый электродвигатель | ||
Тип | ДК-801А |
ДК-806А |
Число двигателей | 4 |
4 |
Номинальная мощность (в квт) | 20,6 |
56 |
Номинальное напряжение (в в) | 600 |
570 |
Номинальная сила тока (в а) | 250 |
275 |
Подвеска двигателя | Трамвайного типа |
|
Передаточное число зубчатой передачи | 6,43 |
5,54 |
Вспомогательный генератор | ||
Тип | ПН-10 |
ПН-28,5 |
Номинальная мощность (в квт) | 0,85 |
1,7 |
Номинальное напряжение (в в) | 220 |
75 |
Номинальная сила тока (в а) | 3,9 |
22,6 |
Привод | От генератора |
|
Компрессор | ||
Тип | О-38 |
Э-400 |
Рабочее давление (в атм) | 8 |
8 |
Производительность (в м3/мин) | 0,5 |
0,7 |
Узкоколейные
паровозы
159, П-24 (ПТ-4, ВП-1, Кч-4, Кп-4,
Кв-4, ВП-2, ВП-3, ВП-4), ОП-2, ГР, ВТ-1
Технические
характеристики паровозов
159, ПТ-4, ВП-4, ОП-2, ГР
Узкоколейные
электровозы
П-КО-1, ЭЛ-1, ЭЛ-2