ГЛАВА 1
КОМПОНОВКА И ОСНОВНАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОВОЗА
Рис. 1. Магистральный грузовой тепловоз ТЭ10
Рис. 2. Продольный разрез и план тепловоза ТЭ10:
1 — пульт управления; 2 — аккумуляторная батарея; 3 — штурвал ручного тормоза; 4 — магнитно-порошковая муфта первой ступени; 5 — редуктор вентилятора главного холодильника; 6 — магнитно-порошковая муфта второй ступени; 7 — насос центробежного фильтра; 8 — вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки; 9 — распределительный редуктор; 10 — шкворень; 11 — опорно- возвращающее устройство; 12 — топливо- и маслоподогреватели; 13 — котел-подогреватель; 14 — турбовоздуходувки; 15 — воздушный фильтр дизеля; 16 — рама дизель-генератора; 17 — воздушный фильтр генератора; 18 — центробежный нагнетатель; 19 — главный генератор; 20 несущий кузов; 21 — букса; 22 — тележка; 23 — тормозной цилиндр; 24 — синхронный возбудитель; 25 — вспомогательный генератор; 26 —правая высоковольтная камера; 27 — вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки; 28 — фильтр; 29 — левая высоковольтная камера; 30 — воздушный компрессор; 31 — конический редуктор охлаждения главного генератора; 32 — патрубок вентиляционного устройства главного генератора; 33 — главные воздушные резервуары; 34 — дизель 10Д100; 35 — выпускной патрубок; 36 — вспомогательный холодильник; 37 — вентилятор вспомогательного холодильника; 38 — главный холодильник; 39 — вентилятор главного холодильника
Тепловоз ТЭ10 (рис, 1 и 2) представляет собой односекционный локомотив с двумя кабинами управления, расположенными по концам секции, что позволяет ему двигаться без поворота в обоих направлениях. Он предназначен для работы с грузовыми поездами, однако при некоторых конструктивных изменениях тягового редуктора и тормоза может быть также использован для пассажирской службы.
Кузов и рама тепловоза представляют собой единую сварную конструкцию, воспринимающую все вертикальные и горизонтальные усилия, что позволило уменьшить вес тепловоза на 5 000 кг. Такой кузов, называемый несущим, впервые применяется в отечественном локомотивостроении. Вес кузова и расположенного в нем оборудования через опорно-возвращающие устройства 11 передается на две трехосные тележки 22. Горизонтальные усилия передаются через шкворни 10, которые одновременно служат и центрами поворота тележек относительно кузова. В передаче веса кузова и оборудования шкворни не участвуют.
На каждой тележке размещены три тяговых электродвигателя с опорно-осевым подвешиванием, которые через односторонние зубчатые передачи вращают колесные пары, установленные в буксах 21 с роликовыми подшипниками. Буксы крайних осей каждой тележки имеют пружинные осевые упоры, а буксы средних осей — жесткие. На тележке укреплены также два тормозных цилиндра 23. Каждое колесо тормозится одной колодкой. Тормозная рычажная передача, кроме того, соединена с устройством ручного тормоза, поэтому тормозить можно и при помощи штурвала 3 из кабины машиниста. В этом случае колодки прижимаются только к двум крайним осям. Тележки тепловоза оборудованы эластичным рессорным подвешиванием с коэффициентом относительного трения 4—5 %, что обеспечивает хорошие динамические качества тепловоза.
В средней части кузова расположена силовая установка (дизель-генератор), состоящая из дизеля 34 типа 10Д100 и главного генератора 19 типа МПТ120/49. Эти машины смонтированы на общей раме 16, которая одновременно служит картером дизеля. Коленчатый вал соединен с валом якоря генератора полужесткой пластинчатой муфтой.
Высокие технико-экономические показатели дизеля 10Д100 (табл. 1) достигнуты за счет применения газотурбинного наддува с высоким давлением (до 2,35 кг/см2) и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха.
Наддув осуществляется двумя турбовоздуходувками 14 и одним приводным центробежным нагнетателем 18. Отработавшие газы из турбины выбрасываются наружу через патрубки 35. Воздух в турбовоздуходувки засасывается через фильтры 15, размещенные на боковых стенках кузова, и перед поступлением в цилиндры дизеля охлаждается водой в холодильниках 36 и 38.
Таблица 1
Сравнительные технико-экономические данные дизелей 10Д100 тепловоза ТЭ10 и 2Д100 тепловоза ТЭ3
Главный генератор имеет принудительную вентиляцию. Охлаждающий воздух засасывается осевым вентилятором через сетчатые фильтры 17, расположенные, как и фильтры 15, в боковых стенках кузова. По каналам воздух поступает в генератор со стороны, противоположной коллектору, и, охладив его, выбрасывается через патрубок 32, установленный на крыше тепловоза. Вентилятор системы охлаждения генератора приводится в действие от верхнего коленчатого вала через конический редуктор 31 и карданный вал. На подшипниковом щите главного генератора установлены две вспомогательные электрические машины: синхронный генератор 24 повышенной частоты, выполняющий функции возбудителя, и вспомогательный генератор 25. Эти машины приводятся во вращение от вала якоря главного генератора через клино-ременную передачу. При помощи такой же клино-ременной передачи и карданного вала вращается вентилятор 27 охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки. Воздух поступает в вентилятор через фильтр 28, расположенный на боковой стенке кузова, и по специальным каналам нагнетается во все три электродвигателя передней тележки.
Воздушный компрессор 30 типа КТ7 установлен на раме перед генератором и соединен с последним при помощи промежуточного вала и двух полужестких пластинчатых муфт. Сжатый воздух поступает в три главных резервуара 33, расположенных на крыше тепловоза. Общая емкость воздушных резервуаров — 1,02 м3.
За дизелем размещено охлаждающее устройство. Оно состоит из главного холодильника 38, служащего для охлаждения воды и масла дизеля, и вспомогательного холодильника 36, предназначенного для охлаждения воды воздухоохладителей. Оба холодиль ника имеют общую шахту, разделенную внутри перегородкой. Охлаждающие элементы холодильника представляют собой ребристые секции, причем масляные секции снабжены турбулизаторами. Воздух, охлаждающий секции, засасывается двумя вентиляторами 37 и 39, привод которых осуществлен от нижнего коленчатого вала дизеля при помощи системы карданных валов и двух редукторов.
Редуктор 9 является распределительным. От него получают вращение вентилятор 37 вспомогательного холодильника, вентилятор 8 охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки, насос 7 центробежного фильтра дизеля и редуктор 5 главного вентилятора. В редукторе имеется устройство, позволяющее отключать вентилятор вспомогательного холодильника в холодное время. Редуктор главного вентилятора имеет две магнитно-порошковые муфты 4 и 6 и двухскоростную коробку передач. При помощи этих устройств осуществляется ступенчатое регулирование скорости вращения вентилятора и соответственно его производительности.
Под полом холодильной камеры расположена основная часть аккумуляторной батареи 2. Четырнадцать банок, которые не разместились под холодильной камерой, установлены под полом дизельного помещения. На тепловозе имеется котел-подогреватель 13 и подогреватели 12 воды, масла и топлива.
К передней кабине машиниста примыкают две высоковольтные камеры: левая 29 и правая 26. В них размещена основная часть электрических аппаратов силовой цепи и цепей управления (контакторы, реле, сопротивления, реверсор и т. д.).
Кабины машиниста имеют одинаковое устройство. Дверь в кабину расположена со стороны места для помощника и имеет опускное окно; со стороны места для машиниста есть задвижное окно. Два лобовых окна, оборудованных воздушными стеклоочистителями и двумя электровентиляторами, выполняющими одновременно функцию антиобледенителей, обеспечивают хорошую видимость пути и путевых сигналов. В потолке установлены два вентиляционных устройства, через которые при движении тепловоза наружный воздух нагнетается в кабину. От машинного помещения кабина отделена перегородкой с дверью для прохода обслуживающей бригады. Перегородка, стенки и потолок имеют тепло- и шумоизоляцию. Зимой кабина машиниста обогревается калорифером, использующим тепло воды, охлаждающей дизель.
В кабине установлен пульт 1 управления, оборудованный приборами и устройствами, обеспечивающими контроль за работой дизеля и электрооборудования. Управлять тепловозом можно с пульта любой из кабин (в зависимости от направления движения тепловоза). С любого пульта можно управлять также работой сдвоенных тепловозов. С этой целью на каждом пульте установлены приборы, контролирующие работу силовой установки второй секции.
На тепловозе имеются радиостанция и устройство автоматической сигнализации с автостопом непрерывного действия.
Топливный бак размещен под рамой между тележками. В каждой кабине имеется по две песочницы. Тепловоз оборудован санитарно-гигиеническим узлом.
Основная техническая характеристика тепловоза ТЭ101
Мощность на валу дизеля в л. с. . .. 3000
Конструкционная скорость в км/ч ... 100
Служебный вес (при 2/3 запасов топлива и песка) в т ... 129
Нагрузка от оси на рельс в т . 21,5
Расчетная сила тяги на ободе колеса при скорости 23 км/ч 27 000
Передача от дизеля на колеса . . электрическая
Ширина колеи в мм . 1 524
Минимальный радиус проходимых кривых в м ... 125
Тип экипажной части .. тележечный
Число тележек . 2
Тип тележек . трехосные
Тип букс .. на... роликоподшипниках
Диаметр колеса в мм . 1 050
Запас топлива в кг .. 6 500
Запас масла в кг 1 500
Запас воды в кг ... 1 450
Запас песка в кг ... 700
Коэффициент полезного действия в % . 30,2
Габарит 1Т . ГОСТ 9238—59
1 Технические характеристики основных машин, механизмов и устройств (дизеля, электрооборудования, холодильника и др.) приведены в соответствующих главах книги.