Общественный транспорт Самарской области

Тепловозы группы ЧМЭ3

Тепловозы ЧМЭ3 (На фотографии ЧМЭ3 на станции Тольятти, 1999 г.)

Недостаточная мощность и сцепной вес тепловозов ЧМЭ2 для маневровой работы с грузовыми поездами привели к необходимости проектирования и постройки на заводах ЧКД-Прага более сильных локомотивов. Первоначально предполагалось, что такими локомотивами станут тепловозы с дизелем мощностью 1300 л. с. и гидравлической передачей типа 2-2. К 1961 г. завод ЧКД-Соколово построил несколько подобных тепловозов (тепловозы серии Т444 и Т449), но они имели ограниченный сцепной вес 56-76 т и требовали доработки гидравлической передачи. Поэтому было принято решение о постройке для железных дорог Советского Союза шестиосных маневровых тепловозов с электрической передачей.

В конце 1964 г. построено два опытных локомотива, которые получили обозначение ЧМЭ3. Эти тепловозы с капотным кузовом, главная рама которого опирается через четыре боковые подвески на рамы тележек. Сила тяги от тележек к раме кузова передается через центральные цилиндрические шкворни. Кабина машиниста расположена между машинным отделением и помещением для аккумуляторной батареи; в передней части тепловоза размещен холодильник.
Рама тележки имеет Н-образную форму и ее единственная поперечная балка является также и шкворневой. Боковины рамы через двойные винтовые цилиндрические рессоры опираются на концы балансиров, в которых укреплены буксы; вторые концы балансиров с помощью резино-металлических шарниров соединены с рамой тележки. В системе рессорного подвешивания, предусмотрены гидравлические амортизаторы. Статический прогиб рессор - 100 мм. Буксы колесных пар имеют по одному двухрядному сферическому роликовому подшипнику.
Подвеска тяговых электродвигателей опорно-осевая. Зубчатая передача выполнена односторонней с передаточным отношением 15:76=1:5,06. Колесные пары имеют диаметр колес 1050 мм. Тяговые электродвигатели 3-й и 4-й осей подвешены в сторону концов тепловоза, у остальных осей - в сторону центра локомотива.

На тепловозе установлен шестицилиндровый четырехтактный дизель K6S310DK с вертикальным расположением цилиндров. Диаметр цилиндров и ход поршня у этого дизеля такие же, как у дизеля 6S310-DR тепловоза ЧМЭ2. Мощность дизеля K6S310DK увеличена до 1350 л. с. при сохранении скоростей вращения вала 750 об/мин за счет применения наддува (1,6 кГ/см2). Рабочий диапазон скорости вращения вала дизеля - 350-750 об/мин, степень сжатия 13, давление сжатия 40-57 кГ/см2, давление сгорания 75-90 кГ/см2.

Регулятор мощности дизеля центробежный с гидравлическим мультипликатором и компенсатором мощности. Пуск дизеля осуществляется главным генератором от аккумуляторной батареи. Расход топлива при номинальной мощности - 162 г/э.л.с.ч. Вес сухого дизеля - 12,8 т.
Водяная система охлаждения дизеля выполнена отдельно для охлаждения рубашек и крышек цилиндров, а также корпуса воздуходувки и отдельно для охлаждения наддувочного воздуха и масла в водомаслянном теплообменнике. Холодильник с ребристыми плоскими трубками.
Дизель приводит во вращение главный генератор TD-802 с независимым возбуждением; его номинальная мощность 885 квт при 750 об/мин (напряжение 354/600 в, ток 2500/1475 а). Вес дизель-генератора - 19400 кг.

На тепловозе установлен двухмашинный агрегат, состоящий из возбудителя DT-706-4 и вспомогательного генератора постоянного тока DT-701-4.

Возбудитель имеет на главных полюсах три обмотки (параллельную, независимую и противокомпаундную, по которой проходит ток главного генератора), обеспечивающие наиболее полное использование мощности дизеля. Мощность возбудителя при скорости вращения его якоря 2400 и 1280 об/мин соответственно равна 16,2 квт (90 в, 180 а) и 4 квт (45 в, 90 а). Мощность вспомогательного генератора при 2400 и 1170 об/мин соответственно равна 14,4 квт (115 в, 125 а) и 12 квт (115 в, 104 a).

Тяговые электродвигатели ТЕ-006 четырехполюсные с последовательным возбуждением и независимой вентиляцией. Номинальная мощность электродвигателя - 124 квт. Вес тягового электродвигателя 2540 кг.

Тяговые электродвигатели попарно соединены последовательно, а три группы их - между собой параллельно. Помимо "полного" поля, предусмотрена работа на двух ступенях "ослабленного" поля - 42 и 22,5% возбуждения. Это позволяет использовать полную мощность дизеля до скорости 68 км/ч.

На тепловозе установлена щелочная аккумуляторная батарея типа NiFe-H1-15 емкостью 150 ач и напряжением 115 в. Для получения сжатого воздуха имеется трехцилиндровый компрессор К2, т. е. такой же, как на электровозах ЧС2. Компрессор приводится через гидромеханический редуктор, позволяющий выключать компрессор. На каждой тележке установлено по четыре тормозных цилиндра диаметром 8".

Конструктивный вес тепловоза - 114 т. Вес тепловоза в рабочем состоянии - 123 т. Запас топлива - 5000 кг, масла - 500 л, воды 1100 л и песка 1500 кг. Тепловоз может развивать максимальную силу тяги при коэффициенте сцепления 0,3 - 36900 кГ, сила тяги 30-минутного режима при скорости 9,3 км/ч - 28000 кГ, длительного режима при скорости 11,4 км/ч - 23000 кГ.
Максимальная скорость тепловоза - 95 км/ч. Два сцепленных тепловоза могут управляться по системе многих единиц одним машинистом. Минимальный радиус кривых - 80 м.
По прибытии в Советский Союз опытные тепловозы ЧМЭ3 были направлены на маневровую работу на станцию Люблино Московской дороги. С 1965 г. заводы ЧКД-Прага изготовляли тепловозы ЧМЭ3 для поставки в СССР.

В процессе постройки тепловозов ЧМЭ3 в их конструкцию вносились отдельные изменения. Так, с тепловоза №543 в поршни дизелей встроены змеевики, по которым пропускается охлаждающее поршень масло, а также изменена форма камеры сгорания. Небольшие изменения в электрических схемах были сделаны с тепловозов №053, 353 и 988. С тепловоза №874 введено устройство для управления локомотивом в одно лицо.

Тепловозы ЧМЭ3 поступили для работы на многие станции железнодорожной сети Советского Союза. В 1971 г. в столетний юбилей предприятий ЧКД-Прага был изготовлен тысячный тепловоз ЧМЭ3, а в октябре 1975 г. пражский завод поставил двухтысячный тепловоз ЧМЭ3. Тепловоз ЧМЭ3-2000 был направлен в депо Люблино Московской дороги, где с 1965 г. работает тепловоз ЧМЭ3-001. В июле 1979 г. завод изготовил трехтысячный тепловоз (поступил в депо Москва-Сортировочная), в сентябре 1982г. - четырехтысячный (депо Люблино) и, наконец, в ноябре 1985 г. в депо им. Ильича (Москва) торжественно был принят пятитысячный тепловоз.
Все тепловозы ЧМЭ3, построенные в 1976-1985 гг., оборудованы устройствами, обеспечивающими безопасную работу в одно лицо. Два сцепленных тепловоза могут управляться по системе многих единиц одним машинистом.
В 1981-1985 гг. 105 тепловозов этой серии были направлены на промышленные пути Министерства черной металлургии. Первые 15 тепловозов (№3718-3732) для промышленных путей были изготовлены в 1981 г., они отличались от остальных тепловозов только отсутствием устройств автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН). Тепловозы ЧМЭ3 выпускались по 1987 год включительно.

В настоящий момент такие локомотивы на КЖД приписаны к станциям: Октябрьск, Пенза-1, Пенза-3, Самара, Стерлитамак, Уфа

Тепловозы ЧМЭ3М

С целью повышения экономичности тепловоза ЧМЭ3 конструкторы завода Локомотивка-Соколово несколько перепроектировали его. По новому проекту завод в 1977 г. построил два опытных тепловоза ЧМЭ3М, на которых в 1978 г. проводились наладочные испытания электрооборудования. Затем тепловозы испытывались ВНИИЖТом, после чего поступили в опытную эксплуатацию в депо Люблино. Длина рамы тепловоза по сравнению с ЧМЭ3 увеличена с 16000 до 17000 мм, что связано с размещением дополнительного электрооборудования для электрического тормоза; изменено и расстояние между шкворнями с 8660 до 9680 мм. Для повышения использования сцепного веса все тяговые электродвигатели на тепловозе установлены в сторону середины локомотива; при этом колесная база тележек уменьшилась с 4000 до 3600 мм.

На тепловозах ЧМЭ3М сохранен дизель K6S310DR, но его мощность за счет установки более мощной турбрвоздуходувки (давление наддува повышено с 1,6 до 1,69 кгс/см2) и изменения конструкции поршневой группы увеличена до 1500 л.с. (1104 кВт); при номинальной мощности частота вращения вала дизеля возросла до 775 об/мин.
Тяговый генератор TD-804 по своим габаритам и весу не отличается от генератора TD-802 тепловоза ЧМЭ3, но имеет измененные размеры пазов и обмоточный меди, а также более короткий коллектор. Номинальная мощность 980 кВт. Продолжительный ток 2250 А, максимальное напряжение 650 В, частота вращения якоря 775 об/мин.
Вспомогательный генератор трехфазного тока А-410 имеет номинальную мощность 75 кВт, напряжение 100 В. Его обмотки включены по схеме "звезда".

Номинальная мощность тяговых электродвигателей ТЕ-010 145 кВт; продолжительный ток якоря 750 А; максимальный ток возбуждения 180 А; частота вращения якоря при номинальной мощности 308 об/мин, максимальная частота 2420 об/мин. Якоря тяговых электродвигателей попарно соединены последовательно и как в режиме тяги, так и в режиме реостатного торможения работают при независимом возбуждении. Обмотки главных полюсов тяговых электродвигателей также попарно соединены последовательно и питаются через три управляемых выпрямителя, к которым подводится трехфазный ток, вырабатываемый вспомогательным генератором. Через управляемые выпрямители получает питание и независимая обмотка возбуждения тягового генератора. Питание обмотки возбуждения вспомогательного генератора и заряд аккумуляторных батарей осуществляются через управляемые выпрямители, подключенные к двум фазам вспомогательного генератора.

На тепловозах используется механический привод вентилятора холодильника от коробки гидромеханического привода НУК-2; установлен более мощный компрессор K3Lokl, впоследствии примененный на электровозах ЧС8.

Служебная масса тепловоза увеличилась со 123 до 126 т, запас топлива возрос с 5000 до 6000 кг. Максимальная скорость повышена с 95 до 100 км/ч. В длительном режиме при скорости 13 км/ч тепловоз реализует силу тяги 237кН (24200 кгс).

Реостатный тормоз рассчитан на номинальную мощность 1000 кВт; его максимальная мощность 1280 кВт, при этом тормозное усилие составляет 371 кН (37800 кгс), а скорость 14-15 км/ч. При электрическом торможении может поддерживаться постоянная скорость движения. В пределах от 0 до 20 км/ч можно задавать значения необходимой для поддержания скорости с интервалом 1 км/ч, от 20 до 100 км/ч - с интервалом 5 км/ч. Для автоматики, поддерживающей заданную скорость, использованы бесконтактные элементы, в том числе тиристоры.
Особенностью электрического тормоза на тепловозе является то, что энергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями при торможении, частично используется для вращения главного генератора, работающего при этом в режиме двигателя, а вместе с ним вала дизеля и вспомогательных машин (электродинамическое торможение); большая же часть электрической энергии превращается в резисторах в тепловую (реостатное торможение).
Тепловозы ЧМЭ3М не пошли в серийное производство, но примененное