Экипаж

Конструкция механической части тепловоза со времени создания первых локомотивов до самых последних лет основывалась на применении обычной прочной рамы. Она рассчитана на воспринятие всех нагрузок как создаваемых весом оборудования, установленного в кузове, так и возникающих в процессе тяги, при торможении и при ведении поезда. В настоящее время рама должна выдержать нагрузки, приложенные к автосцепке, до 250 т.

При современной тенденции снижения удельного веса магистрального локомотива кузов представляет в этом отношении большие возможности. Здесь могут быть два направления: совершенствовать кузов с несущей рамой или создать цельнонесущую конструкцию.

Несущая рама обеспечивает удобства при изготовлении и эксплуатации. Она позволяет вести сборку тепловоза крупными блоками. При этом отдельно собирают кабину, двигатель, раму, холодильник и монтируют их потом на тепловозе подобно тому, как собирают теперь крупноблочные дома.

Создание цельнонесущих кузовов для тепловозов связано с успехами строительных конструкций в самолетостроении, где играет роль каждый лишний грамм веса. В СССР на тепловозах ТЭЮ, ТЭП60, ТЭ109-И других устанавливают цельно-несущий кузов, позволивший повысить их жесткость и прочность, а также снизить вес. Во Франции новые опытные магистральные тепловозы построены с цельнонесущими кузовами.

Однако несущая рама также совершенствуется и по своим весовым показателям сейчас мало уступает несущему кузову. Такого положения конструкторы несущих рам добились благодаря использованию всех достижений строительной механики и применению гнутых профилей, легированных сталей и пластмасс.

Совершенствуется и конструкция тележек. Все отечественные тепловозы изготавливаются с тележками сварной конструкции. Рама сварной тележки из листовой стали толщиной 100-НО мм и литья позволяет получить более легкие конструкции, которые успешно используют при постройке современных тепловозов.

За границей, в частности в США, где допустимая нагрузка на ось локомотива больше, чем в СССР (30-32 т против 23 т), широко применяют литые тележки. Использование более тяжелой литой рамы тележки с ее высоким сопротивлением скручиванию значительно улучшает ходовые свойства тепловоза. Такая конструкция исключительно проста, не требует частых осмотров или ремонтов, и тележка может долго работать без каких-либо неполадок.

Соединение кузова с тележками осуществляется при помощи рессорного подвешивания. Далеко не все пассажиры скорого поезда задумывались о том, сколько труда стоило обеспечить плавный ход цельнометаллического вагона. Достигается это специальными упругими элементами между кузовом вагона и колесными парами. Упругие элементы или рессорное подвешивание должно быть достаточно прочным, чтобы воспринимать многотонную нагрузку и обеспечивать хорошие динамические качества при колебаниях.

Человеческий организм очень чувствителен к колебаниям. Специальные испытания выяснили, что при частоте колебаний 1-2 в секунду можно не бояться за здоровье людей и их утомляемость. Такому интервалу частот соответствует статический прогиб рессорного подвешивания в пределах 100- 200 мм.

При движении тепловоза по рельсовому пути каждый удар колесной пары о стык воздействует на надрессорное строение. Если в рессорном подвешивании нет поглотителя колебаний, то может произойти нарастание амплитуды колебаний. Поглотителем энергии колебаний является внутреннее трение между листами листовой рессоры. Чем больше трение, тем сильнее поглощаются колебания. Однако при большом внутреннем трении рессоры перестают смягчать толчки и работают как жесткие балансиры.

В отечественных тепловозах для устранения недостатков листовых рессор применяют комбинации из рессор и цилиндрических пружин, которые почти не обладают внутренним трением. Создать хорошее рессорное подвешивание, обеспечивающее плавный ход тепловоза при всех скоростях движения, оказалось весьма сложно. И тут на помощь пришла пневматическая рессора, в принципе чем-то похожая на футбольный мяч: надуешь мяч сильно - Он жесткий, слабо - мягкий.

Это свойство оказалось очень удачным. В процессе эксплуатации локомотива можно менять давление воздуха в пневматических рессорах, приспосабливая нужный статический прогиб к скорости движения. Чем выше скорость, тем больше частота ударов колес о стыки и тем больше должно быть давление в пневматических рессорах. Таким свойством «приспосабливаться» не обладают больше ни одни рессоры. К тому же пневматические рессоры можно сделать с демпфированием благодаря перетеканию воздуха из баллона в дополнительный сосуд. Все это сулит новой системе подвешивания тепловоза большое будущее.

Летом 1969 г. на путях Людиновского тепловозостроительного завода испытывался экспериментальный тепловоз ТГМЗ с пневматическим подвешиванием. Даже без специальных приборов было ясно: ход тепловоза стал более плавным. Кроме того, новая система подвешивания обходится дешевле.

⇐ | Передача | | Тепловозы (итоги и перспективы) | | Охлаждающие устройства | ⇒