Тепловозостроение ФРГ

Парк локомотивов ФРГ, по данным на 1/1 1970 г., состоял из 2240 электровозов, 2440 поездных тепловозов, 1580 маневровых тепловозов и 1650 паровозов.

ФРГ экспортирует более 250 тепловозов в год мощностью от 600 до 4000 л.с. в секции в основном с гидропередачей. Тепловозы с электропередачей составляют незначительную часть от общего выпуска тепловозов. Однако в последние годы ведутся интенсивные работы по применению для тепловозов электрической передачи.

Ведущими тепловозостроительными фирмами ФРГ являются „Краусс Маффей", „Крупп", МАК и на экспорт - „Хеншель Рейншталь".

Типаж магистральных тепловозов включает серии 211, 212,216 (и несколько его модификаций 217,218,219). 220, 221.

Основным поставщиком мощных дизелей для тепловозов в ФРГ является фирма „Майбах-Мерседес-Бенц", выпускающая две серии взаимозаменяемых дизелей МО и МВ мощностью от 400 до 2500 л.с.

В настоящее время фирмой ММВ разработан новый ряд дизелей серии МС, с каждого цилиндра которых будет сниматься более высокая мощность, чем с дизелей, построенных ранее. При проектировании исходной была принята средняя скорость поршня 11,5 м/сек, соответствующая номинальному числу оборотов дизеля 1500 в минуту и ходу поршня 230 мм, диаметр . цилиндра 230- мм.

На большинстве дизелей ММВ применяется система интенсивного охлаждения поршней, что позволило увеличить диаметр цилиндра и повысить среднее эффективное давление. Благодаря этому достигнута цилиндровая мощность 250 л.с, что позволит обеспечивать требуемую мощность 3000 л.с. в 12 цилиндрах, 4000 л.с. в 16 цилиндрах и 5000 л.с. в 20 цилиндрах.

В конструкции новой серии дизелей использованы надежные элементы прежних двигателей ММВ, особое значение прида-

валось хорошему доступу к деталям и простоте ухода. Мощность может сниматься с любого конца вала двигателя. Можно применять прифланцованный генератор с одним выносным подшипником.

Ряд дизелей типа УУ23/23 для тепловозов создан фирмой МАЫ.

Производством гидравлических передач для тепловозов в ФРГ занимаются фирмы „Фойт" и „Майбах". Фирма „Фойт" выпускает ряд гидропередач мощностью от 150 до 3000 л.с.

После 1963 г. характерна тенденция создания более простых по конструкции гидропередач, имеющих не три, а два гидротрансформатора, работающих на общий турбинный вал. Отказ от применения гидромуфты на последней ступени передачи объясняется небольшим по времени использованием ступени гидромуфты, что снижает экономическую эффективность муфты, ограниченной областью работ на гидромуфте по внешней характеристике дизеля и трудностями оптимального регулирования дизеля с гидромуфтой.

Для европейских условий эксплуатации достаточен скоростной диапазон экономичной работы передачи - порядка 4,0, а это позволяет существенно упростить конструкцию передачи, выполнив ее с двумя гидротрансформаторами. Но для американских тепловозов серии МЪ4000, которые работают с тяжелыми поездами на затяжных подъемах, где реализуются длительные скорости - порядка 15 км/ч, максимальная скорость 110 км/ч, скоростной диапазон, равный примерно 7,0, с удовлетворительной экономичностью может быть обеспечен только гидропередачей, имеющей три гид-рот ра нсфо рм а тора.

Фирма „Майбах" занимается производством гидромеханических передач „Майбах-Мекидро", основной особенностью конструкции которых является применение гидротрансформаторов в сочетании с механической коробкой передач.

Фирма создает ряд передач, имеющих два гидротрансформатора, работающих на один турбинный вал, и двухступенчатую механическую передачу. Одновременно фирма предусматривает модификацию этих передач с двухступенчатой характеристикой без механического переключения. В этом случае передачи фирм „Фойт" и „Майбах" одинаковы и имеют аналогичную гидравлическую часть, состоящую из двух гидротрансформаторов, работающих на общий турбинный вал.

Обе фирмы предусматривают возможность оборудования передач гидравлическим тормозом.

Большинство типов гидропередач оснащено реверсными или режимно-реверсными устройствами, которые с помощью системы шестерен служат для перемены направления двджения тепловоза, -а также для перехода с маневрового на поездной режим работы и обратно.

Однако в последнее время получают все большее распространение гидрореверсивные гидропередачи. Основным достоинством гидрореверсивных передач является возможность осуществления гидродинамического торможения без специальных тормозных гидромашин. Передачи с гидравлическим реверсом, имеющие специальные гидротрансформаторы заднего хода, особенно перспективны для маневровых тепловозов, эксплуатация которых связана с частым реверсированием и торможением.

Для централизованного отопления пассажирских поездов используются парогенераторы производительностью 580-1200 кг/ч. Однако в связи с распространением на железных дорогах ФРГ электрической тяги возникла необходимость оборудования тепловозов электрическими устройствами для отопления поездов. Это обеспечит единую систему отопления пассажирских вагонов и позволит отказаться от парового отопления. Замена парового отопления электрическим будет осуществляться в течение 20 лет, поскольку паровые котлы и водяные баки,установленные на многих тепловозах, находятся в хорошем состоянии.

Электрическое отопление отличается экономическими и эксплуатационными преимуществами: простотой передачи электроэнергии по поезду, возможностью использования отопительного энергоснабжения для других нужд, упрощением системы регулирования.

На тепловозах устанавливают источники электроснабжения мощностью 360 квт. Такой источник состоит из синхронного трехфазного генератора и тиристорного преобразователя частоты, вырабатывающего переменный однофазный ток напряжением 1000 в и частотой 16 ^/з гц, который принят на железных дорогах ФРГ как стандартный для целей отопления.

Синхронный генератор для электроснабжения поезда на тепловозах типа 217 приводится во вращение от вспомогательного дизеля мощностью 500 л.с, а на тепловозах 218 - от главного дизеля повышенной (до 2500 вместо 2000 л, с.) мощности.

На тепловозе 219 установлена бустер-пая газовая турбина, которая используется в качестве вспомогательного двигателя, приводящего через гидропередачу электрогенератор отопления поезда. При неработающем отоплении энергия газовой турбины используется для нужд тяги.

Силовое оборудование на раме кузова устанавливается на резиновых амортизаторах, что уменьшает уровень вибрации.

Привод вентиляторов на всех тепловозах гидростатический.

Для привода компрессора в большинстве случаев используется электромотор постоянного тока с питанием от стартер-генератора.

Магистральные локомотивы строятся с несущей конструкцией кузова. Характерным является применение в силовой конструкции" кузова рамы только тонкостенных гнутых профилей толщиной не более 5-6 мм, что обеспечивает небольшой вес кузова.

Тележки локомотивов имеют рамы только сварной конструкции. Челюстные буксовые узлы в основном не применяются.

Рессорное подвешивание двухступенчатое. Соединение кузова с тележкой, как правило, имеет возможность поперечного перемещения. Для гашения колебаний используются гидравлические демпферы.

На магистральных тепловозах используется гидро- или электродинамическое торможение в сочетании с колодочным тормозом. Колодки чугунные секционные с регулятором нажатия.

Все магистральные тепловозы снабжены индуктивным автостопом.

Пульты машинистов на большинстве тепловозов унифицированы и имеют только два показывающих прибора: скоростемер и тормозной манометр. Остальные приборы заменены контрольными сигнальными лампочками, которые загораются только в случае нарушения заданного предела регулирования контролируемого параметра.

Представляют интерес автоматические системы жидкостной смазки гребней колес, разработанные фирмами „Де Лимон" и „Фогель". Износ колес уменьшается так, что пробеги подвижного состава между обточками колес увеличиваются в два раза. Обе системы смазки гребней имеют, различную конструкцию, но отвечают одним требованиям: форсунки установлены так, что во иремя движения струя смазки должна попа-тмть только на боковую поверхность гребня; смазочное устройство должно обеспечивать при незначительном уходе надежную работу в условиях сильного запыления, вибрации и неблагоприятной погоды; сцепление между колесом и рельсом не должно снижаться в результате применения смазки гребней; смазка гребня во время движения должна подводиться автоматически и в определенном количестве.

На железных дорогах ФРГ в настоящее время эксплуатируется несколько тепловозов различных серий с вспомогательными газотурбинными установками, которые служат для повышения тяговой мощности.

На тепловозе 219-001 установлена газовая турбина с номинальной мощностью 900 л.с, которая работает как бустерный тяговый агрегат и, действуя совместно с дизелем мощностью 2000 л.с, отдает через специальный гидротрансформатор дополнительную мощность гидропередаче при тро-гании и на подъемах, покрывая тем самым мощность, отдаваемую дизелем на энергоснабжение поезда. Высокий удельный расход топлива газовой турбиной при таком периодическом включении оказывает незначительное влияние на общий расход топлива тепловозом.

Способ регулирования газовой турбины выбран таким, чтобы при низких температурах наружного воздуха дополнительная мощность турбины покрывала повышенные затраты мощности дизеля на энергоснабжение, а при высоких избыточная мощность дизеля компенсировала пониженную мощность турбины.

По заказу Главного управления железных дорог ФРГ фирма „Крупп" спроектировала мощный тепловоз 210 с вспомогательной газотурбинной установкой. Номинальная мощность дизеля 2500 л.с. В качестве вспомогательного тягового агрегата используется вертолетная газовая турбина фирмы КНБ мощностью 1200 л.с. Таким образом, общая установленная мощность тепловоза 3600 л.с. С учетом потребления мощности на энергоснабжение пассажирских поездов новый тепловоз имеет тяговую мощность 3000 л.с, в то время как серийный 213 с тем же дизелем - лишь 1900 л.с Выходной вал турбины через понижающий редуктор вращает вал насосного колеса вспомогательного трансформатора гидропередачи.

Газовая турбина работает всегда на номинальной мощности и запускается непосредственно перед эксплуатацией. Процесс запуска, выход на полную нагрузку и остановку автоматизированы. Ожидается, что общее время эксплуатации газовой турбины составит 40-50%, работа же с полной нагрузкой 30-40% и на холостом ходу 10-20% общего времени работы тепловоза.

Локомотивостроительными фирмами ФРГ ведутся работы по применению на подвижном составе чисто газотурбинного привода. Однако, несмотря на такие преимущества, как высокая удельная мощность и отсутствие охлаждающих устройств, вследствие повышенного расхода топлива такие локомотивы пока не находят широкого применения.

Тепловозостроительные фирмы ФРГ имеют определенный опыт в создании тепловозов с электропередачей. Например, фирмой „Сименс" была построена партия тепловозов с электропередачей постоянного тока для железных дорог Греции. С 1967 г. находится в эксплуатации тепловоз ВЕ1500 с электропередачей переменно-постоянного тока, построенный фирмами АЕСт и „Теле-функен унд Фрайд Крупп".

Фирмами „Хеншель" и „Броун-Бовери" создан, испытан и в 1971 г. пущен в эксплуатацию шестиосный тепловоз DE2500 мощностью 2500 л.с. с электрической передачей переменного тока. Дизель приводит во вращение бесколлекторный генератор переменного тока, от которого через выпрямитель и инвертор получают питание асинхронные тяговые электродвигатели. Скорость вращения тяговых двигателей регулируется изменением частоты и напряжения на выходе тиристорного инвертора. Асинхронные двигатели не имеют коллектора, что значительно упрощает их эксплуатацию, позволяет более эффективно использовать ограниченное пространство между колесами локомотива.

Тепловозы фирмы «Дженерал моторе»

⇐ | Тепловозостроение Англии | | Тепловозы зарубежных стран мира | | Тепловоз серии DD-40Х | ⇒