Тепловозная тяга в странах народной демократии
В 1955 г. в Венгрии на заводе «Ганц» были выпущены новые образцы скоростных дизельных четырехвагонных поездов с механической передачей, позволяющих развивать скорость до 125 км/час. С 1956 г. началась серийная постройка маневровых тепловозов, и предполагается постепенная замена маневровых паровозов тепловозами.
В Чехословакии в 1955 г. заводом «Соколово» построен тепловоз с электрической передачей Т434, мощностью 700 л. с. в одной секции. Кроме того, завод выпустил шестиосный тепловоз с электрической передачей, мощностью 1650 л. с.
Пятилетний план Польши на 1956—1960 гг. предусматривает поставку железным дорогам 181 тепловоза, 129 автомотрис и 250 прицепных вагонов. Железные дороги прекратили с 1957 г. закупку паровозов и размещают заказы на электровозы и тепловозы.
В Болгарии и ГДР запланирован постепенный переход на электрическую и тепловозную тягу.
Заводы ГДР предполагают организовать в скором времени серийный выпуск тепловозов с электрической и гидромеханической передачей, мощностью 150, 360, 600, 1800 и 2400 л. с.
В ближайшие годы тепловозы найдут широкое применение на железных дорогах КНР, где с 1958 г. начат серийный выпуск тепловозов мощностью 800—1000 л. с.
Важную роль в координации работы и обмене опытом между железными дорогами социалистических стран играет Организация сотрудничества железных дорог (ОСЖД), образованная в июне 1956 г. в Софии на первом совещании министров, ведающих железнодорожным транспортом социалистических стран.
Тепловозы и газотурбовозы на железных дорогах капиталистических стран
Быстрое развитие тепловозная тяга получила на железных дорогах США. Введение тепловозной тяги обеспечивает резкое увеличение прибыли за счет интенсификации труда, а также сокращение материальных затрат (топлива, запасных частей и материалов для ремонта, смазочных материалов и т. д.) на единицу перевозки.
К началу 1957 г. на всех железных дорогах США эксплуатировалось 3500 паровозов, 26 170 тепловозов, 630 электровозов и других локомотивов.
Большое количество тепловозов, построенных в США, эксплуатируется на железных дорогах Канады, Африки, Азии, Австралии и Западной Европы.
На железных дорогах капиталистических стран Европы внедрение тепловозной тяги по сравнению с США осуществляется значительно медленнее. В большинстве стран Западной Европы паровоз еще остается основным типом локомотива.
Распределение тепловозного парка в западноевропейских странах характеризуется следующими показателями:
маневровых тепловозов .. 66,7%
смешанных 31,0%
поездных 2,3%
На маневрах тепловозы по сравнению с паровозами позволяют резко сократить расход топлива, перейти на обслуживание локомотива одним лицом, увеличить перерабатывающую способность станции. Кроме тепловозов средней мощности, на маневрах используется много мотовозов мощностью до 100—110 л. с.
Наряду с тепловозами широкое распространение в ряде стран получили дизельные поезда и автомотрисы, предназначаемые для перевозки пассажиров. Дизельные поезда имеют, как правило, электрическую и механическую передачу и развивают максимальную скорость до 140 км/час при мощности 300—800 л. с.
На железных дорогах стран Азии, Африки, Австралии и Южной Америки уложены рельсы легкого типа, подвижной состав отличается крайней разнотипностью, провозная способность линий невелика. В таких условиях введение тепловозной тяги оказывается наиболее эффективной мерой по повышению провозной способности железных дорог. Природные условия также способствуют внедрению тепловозной тяги, так как в ряде районов мало воды и угля и относительно много нефти (Иран, Саудовская Аравия и др.).
Сравнительно быстрые темпы тепловозофикации железных дорог характерны для Японии, Австралии, Туниса, Марокко, Цейлона и других стран.
Основными поставщиками тепловозов в страны Азии, Африки и Южной Америки являются США и западноевропейские государства. Поставляемые тепловозы отличаются крайней разнотипностью.
За последнее время в США и Западной Европе строятся тепловозы, главным образом, с электрической передачей.
Так, компания «Дженерал Электрик» строит универсальные тепловозы девяти типов. Каждый из девяти типов тепловозов с электрической передачей может быть использован как для маневровой, так и для поездной работы. Компания может построить любой из этих тепловозов для колеи любой ширины. Мощность выпускаемых тепловозов: 400, 600, 990, 1320 и 1980 л. с. Максимальная скорость от 96 до 145 км/час, а нагрузка на ось составляет от 11 до 17 т.
Наряду со строительством тепловозов с электрической передачей мощностью 1200 и 1600 л. с., на базе унифицированных узлов и деталей в США строятся поездные тепловозы с электрической передачей, мощностью до 3000 л. с. в одной секции. Фирмой «Фербенкс Морзе» выпускаются тепловозы «Трейн Мастер» с электрической передачей, мощностью 2400 л. с. в одной секции.
Примером поездного тепловоза может служить тепловоз фирмы АЛКО типа ДЛ-600. На тепловозе установлен 16-цилиндровый дизель с V-образным расположением цилиндров. Мощность дизеля 2250 л. с. при 1000 об/мин.
Кроме того, строятся тепловозы и с гидромеханической передачей, главным образом небольшой мощности.
В Англии строятся тепловозы «Делтик» с электрической передачей, мощностью 3300 л. с. На одной раме тепловоза установлено два дизеля «Делтик». Дизели отличаются оригинальной конструкцией: три блока цилиндров (в каждом блоке 6 цилиндров) расположены по треугольнику, в каждом цилиндре по два противоположно движущихся поршня, приводящих в движение валы, расположенные в вершинах треугольника.
Мощность, снимаемая с трех коленчатых валов, передается через систему шестерен на общий вал отбора мощности, связанный с главным генератором. Дизели получились очень компактными и с небольшим удельным весом на единицу мощности — 32,7 кг/л. с.
Кроме того, в Англии проведены испытания магистральных тепловозов с электрической передачей, мощностью 1600 л. с, и с механической передачей, мощностью 2300 л. с. (тепловоз «Фелл»).
Тепловоз «Фелл» оборудован четырьмя тяговыми дизелями (мощностью 500 л. с. каждый), работающими на общую коробку передач, конструкция которой обеспечивает передачу мощности одного или нескольких дизелей. Кроме того, имеется два вспомогательных дизеля мощностью по 150 л. с. Наибольшая мощность на крюке тепловоза «Фелл» — 1900 л. с. Этот тепловоз самый мощный с механической передачей и отличается совершенно новой конструкцией.
Несмотря на широкое использование электрической тяги, на швейцарских железных дорогах сравнительно недавно введены в эксплуатацию тепловозы с электрической передачей, мощностью 1700 л. с. Они предназначены для маневров с тяжеловесными грузовыми поездами, а также для поездной работы. Кроме того, тепловозы используются как резервные в случае аварии устройств энергоснабжения на электрифицированных линиях.
Во Франции строятся тепловозы с электрической передачей, мощностью 1800 л. с. Их особенность — применение на одном локомотиве двух четырехтактных дизелей с V-образным расположением цилиндров.
Швейцарским заводом «Мутала Веркстад» построен тепловоз с термопневматической передачей. На тепловозе установлен четырехтактный дизель с V-образным расположением цилиндров и предварительной камерой сгорания. Большое преимущество этого типа дизеля перед другими — наличие камеры сгорания, позволяющей использовать для работы низкосортное топливо.
Тепловоз имеет осевую формулу 1—4—1, вес его в рабочем состоянии 70 т, мощность дизельной установки 1060 л. с. Дизель вращает редуктор дифференциала. От дифференциала приводится в действие компрессор и отбойный вал. С отбойным валом соединены сцепные дышла. Компрессор подает часть воздуха в дизель для наддува, а часть воздуха, смешиваясь с выхлопными газами, приводит в движение турбину. Крутящий момент турбины через передачу также передается на отбойный вал.
Одной из характерных тенденций развития конструкции передач тепловозов в послевоенные годы является заметный рост использования гидравлической передачи, в частности конструкции типа «Фойт».
Западным районом английских железных дорог получены первые магистральные тепловозы с гидравлической передачей, мощностью 2000 л. с. и максимальной скоростью 145 км/час. На этом тепловозе установлено два четырехтактных дизеля с V-образным расположением цилиндров. Номинальная мощность дизеля при 1500 об/мин. составит 1100 л. с.
Наиболее широко гидропередачу используют западногерманские фирмы. Там построены тепловозы с гидропередачей, мощностью 1600—2000 л. с. Так, тепловоз типа V200 имеет комплект гидропередачи, который состоит из одного гидротрансформатора и двух гидротурбин.
Широко распространены дизель-поезда и легкие автомотрисы различных типов и мощностей.
На мировых рынках сбыта идет ожесточенная борьба между крупными монополистическими тепловозостроительными компаниями США и Западной Европы. Эта борьба приобретает особо острый характер в связи с ограничением рынка сбыта.
В настоящее время основными рынками сбыта стали страны Азии, Африки, Южной Америки. В конкурентной борьбе фирмы для обеспечения высоких прибылей принимают меры по удешевлению тепловозов. Это явилось одной из причин строительства тепловозов с более дешевой гидравлической и механической передачей.
Первый заграничный газотурбовоз с газотурбинной установкой, работающей на жидком топливе, был построен в 1941 г. для швейцарских железных дорог с номинальной мощностью 2200 л. с. и электрической передачей. Температура газов перед турбиной у этого газотурбовоза была 600°, поэтому, несмотря на наличие регенераторов, его расчетный коэффициент полезного действия был несколько меньше 14 %.
В 1949 г. швейцарская фирма «Броун-Бовери» построила по заказу английских железных дорог второй газотурбовоз с мощностью газотурбинной установки 2500 л. с.
В 1950 г. английская фирма «Метрополитен-Виккерс» построила газотурбовоз с мощностью установки 3000 л. с., с электрической передачей. В этой конструкции отказались от применения регенератора, однако повысили температуру газов перед турбиной до 700° С, в результате коэффициент полезного действия был поднят до 15,3% и этот газотурбовоз предназначен для обслуживания тяжелых пассажирских поездов с максимальной скоростью 150 км/час.
Первый американский газотурбовоз с установкой мощностью 4500 л. с. был построен в 1948 г. по простейшей схеме — без регенератора и с электрической передачей. После испытаний железная дорога Юнион-Пасифик выдала фирмам заказ на постройку целой партии газотурбовозов.
В 1952 г. фирмы поставили дороге 10 газотурбовозов, а к концу 1954 г. еще 15. Все эти газотурбовозы имели двухступенчатую турбину. Положительный результат применения газотурбовозов позволил этой дороге дать новый заказ на постройку 45 газотурбовозов, мощностью установки 8500 л. с. Эти газотурбовозы предполагается осуществить в двух секциях с прицепным тендером для увеличения запаса топлива. Общая длина газотурбовоза — 50 м, а вес — 480 т; пробег без набора топлива — 800 км.
Кроме того, фирма «Дженерал Электрик» строит газотурбовозы мощностью 10 000 л. с. (мощность установки 10 700 л. с.), с нагрузкой от оси на рельс — 27 т.
В 1952 г. заводами Рено во Франции был построен первый газотурбовоз с безвальным поршневым генератором газа. Силовая установка газотурбовоза состоит из одного безвального генератора и газовой турбины, поэтому полная мощность локомотива не превышает 1000 л. с. Характерно, что этот газотурбовоз выполнен с механической передачей. По данным испытаний, газотурбовоз Рено имеет коэффициент полезного действия 32—33%, т. е. даже выше, чем у тепловозов.
Высокие экономические показатели и конструктивные достоинства установок с безвальными генераторами газов побудили очень многие иностранные фирмы (Франция — «Рено», Англия — «Алан Мюнц», США — «Дженерал Моторе», «Болдуин», Швеция — «Гетаверкен», Швейцария— «Зульцер») приступить к их освоению.
В 1954 г. в Швеции фирма «Гетаверкен» проводила испытания построенного газотурбовоза с гидромеханической передачей. Вместо компрессора и камеры сгорания был установлен шестицилиндровый двухтактный дизель (мощностью 1300 л. с.), с расходящимися поршнями и высоким наддувом. Отходящие из двигателя газы при давлении около 4 атм и температуре 500° поступают в газовую турбину, которая развивает мощность 1000 л. с. при 12 500 об/мин.
Фирмой «Аллис Чалмерс» создан проект газотурбовоза мощностью 6000 л. с., с гидромеханической передачей. Этот газотурбовоз имеет две одинаковые силовые установки мощностью 3000 л. с. каждая.
В США, Англии и других странах ведутся работы по созданию газотурбовоз на пылеугольном топливе.
В настоящее время большинство заграничных газотурбовозов работает на жидком топливе.
Кроме газотурбовозов, за последние 20—30 лет в транспортной технике делались неоднократные попытки создания паротурбовоза, т. е. паровоза с паровой турбиной вместо поршневой паровой машины.
Однако строительство паротурбовозов пока широкого распространения не получило.