Введение

ТЧпы локомотивов. Тепловоз является одним из возможных типов локомотивов.

Локомотивами называются транспортные машины, предназначенные для создания движущей силы (силы тяги), под действием которой по рельсовым путям железных дорог могут перемещаться составы вагонов с грузами и пассажирами.

Железные дороги как вид транспорта в современном понимании возникли более 170 лет назад. История железнодорожного транспорта начинается с появлением первых локомотивов, которые превратили обычные рельсовые пути, каких уже в конце XVIII и начале XIX веков было много в горной промышленности, в транспортную систему — железную дорогу.

На железных дорогах использовались и используются локомотивы различных типов: паровозы, тепловозы, электровозы и др. Тип локомотива определяется устройством и принципом действия его энергетической установки — первичного двигателя, который преобразует внутреннюю (химическую) энергию топлива в механическую работу вращения движущихся колес.

Первым историческим типом локомотивов был паровоз. Он возник в результате усилий многих талантливых инженеров и изобретателей в первой трети XIX века. В августе 1834 г. была закончена постройка первого русского паровоза. Его создателями были талантливые механики Мирон Ефимович Черепанов и его отец Ефим Алексеевич. Более 100 лет паровоз был символом железной дороги, ее единственным тяговым средством.

На паровозах внутренняя химическая энергия топлива (угля или нефти) преобразуется в механическую посредством паросиловой установки, состоящей из парового котла — генератора энергии — и паровой машины — двигателя. Такое преобразование энергии связано с большими потерями теплоты. В связи с этим паровозы работают очень неэкономично. Их коэффициент полезного действия (к.п.д.) составляет всего 5-7 %. Иными словами, только 5-7 % энергии, содержащейся в топливе, используется для движения поезда, вся остальная энергия рассеивается в атмосферу и теряется безвозвратно. Поэтому паровозы во второй половине нашего века повсеместно во всем мире заменены (или заменяются) более современными локомотивами: электровозами и тепловозами.

Тепловозами называются локомотивы, у которых роль силовой установки выполняют тепловые двигатели, а именно поршневые двигатели внутреннего сгорания (д.в.с.) — дизели. Преобразование химической энергии топлива в механическую работу в таком двигателе происходит в отличие от паросиловой установки в ограниченном, замкнутом объеме внутри цилиндра (внутреннее сгорание топлива, в отличие от внешнего — в топке паровоза), что значительно снижает потери и обеспечивает более высокую эффективность локомотива.

СССР — родина тепловозостроения. В рождении самой идеи тепловоза как локомотива с более совершенным, чем паровая машина, тепловым двигателем, в развертывании научно-исследовательских работ и постройке первых тепловозов большую роль сыграла наша страна. Русские инженеры и ученые оценили преимущества такого локомотива над паровозами и начали работать над созданием тепловоза еще в конце прошлого столетия.

В 1905 г. Н. Г. Кузнецов и А. И. Одиицов разработали проект локомотива с двигателями внутреннего сгорания и электрической передачей. Проект Кузнецова и Одинцова был оригинален во многих отношениях. Ряд решений этого проекта (тележечный тип локомотива, электрическая передача и т. д.) и сейчас используется в тепловозостроении. В последующие дореволюционные годы несколько различных проектов нефтевозов (дизельных локомотивов) было предложено инженерами заводов и железных дорог России. В частности, подробно был разработан проект тепловоза в 1909 г. Коломенским машиностроительным заводом, в 1912 г. была закончена работа над проектом нефтевоза непосредственного действия на Ташкентской железной дороге (инженеры Ю. В. Ломоносов и А. И. Липец). Проблему тепловозостроения активно изучали ученые Московского высшего технического училища (МВТУ) В. И. Гриневский, Б. М. Ошурков, А. Н. Шелест.

Однако ни один из этих проектов не мог быть осуществлен в условиях царской России. Кстати, в то время не удалось осуществить и попытку создания тепловоза за рубежом. Тепловоз непосредственного действия, построенный в Германии в 1912-1914 гг., по проекту известных фирм Зульцер и Борзиг, в разработке которого принимал участие сам изобретатель двигателя — Р. Дизель, оказался неработоспособным.

Только после победы Великой Октябрьской социалистической революции стал возможным практический подход к созданию нового типа локомотива.

По инициативе Владимира Ильича Ленина, обратившего внимание на преимущества тепловозов по сравнению с паровозами, которые в нашей стране для восстановления железнодорожного транспорта в те годы приходилось заказывать за границей, 4 января 1922 г. было принято специальное решение высшего народнохозяйственного органа страны — Совета Труда и Обороны, которое отмечало особую важность развития тепловозостроения для нашей страны. Это постановление положило начало практической работе по созданию тепловозов. Строительство первых тепловозов было решено начать за границей в счет заказов на паровозы. Эту работу проводила советская железнодорожная миссия под руководством проф. Ю. В. Ломоносова.

Одновременно по предложению проф. Я- М. Гаккеля, работавшего в Петроградском электротехническом институте, было начато строительство тепловоза по его проекту силами петроградских заводов («Красный путиловец», Балтийский, «Электрик»).

Постройка двух первых в мире тепловозов с электрической передачей была завершена в конце 1924 г. Тепловоз по проекту Я. М. Гаккеля, построенный в Ленинграде, получил наименование Щзл1 (его мощность примерно соответствовала мощности четырехосного паровоза Щ). Тепловоз Ээл2, построенный в Германии под руководством Ю. В. Ломоносова, был несколько мощнее и эквивалентен пятиосным паровозам Э.

В 1925 г. эти тепловозы уже начали работать на наших железных дорогах. На ст. Люблино была создана опытная тепловозная база для их эксплуатации и обслуживания.

С 1930 г. базой отечественного тепловозостроения стал Коломенский паровозостроительный завод, на котором серийно выпускались тепловозы серии Эм (было построено около 30 тепловозов).

Впервые в мире в 1931 г. в СССР на участке Ашхабадской дороги была введена тепловозная тяга, в Ашхабаде было организовано первое тепловозное депо. Эксплуатация опытного тепловозного участка подтвердила существенные преимущества тепловозов над паровозами, особенно в безводных условиях.

Так начала развиваться тепловозная тяга, в настоящее время наиболее распространенная на железных дорогах мира.

Развитие тепловозостроения в СССР. Сразу же после окончания Великой Отечественной войны на базе Харьковского завода транспортного машиностроения (ХЗТМ) началась постройка новых тепловозов серии ТЭ1 с электрической передачей, а с 1949 г.- двухсекционных тепловозов ТЭ2. В 1953 г. заводом была разработана конструкция и построен первый двухсекционный тепловоз ТЭЗ мощностью 2000 л. с. в каждой секции. С 1955 г. он стал выпускаться серийно.

Тепловозная тяга особенно широко начала внедряться на наших железных дорогах с 1955-1956 гг. Развитие народного хозяйства страны и рост грузооборота железных дорог вызвали необходимость дальнейшего расширения производства и повышения мощности тепловозов. В 1956 г. было признано необходимым прекратить строительство паровозов и приступить к широкому внедрению на железнодорожном транспорте новых типов локомотивов: тепловозов и электровозов. В результате в 1956-1970 гг. на железных дорогах страны была проведена коренная техническая реконструкция тяги. Для ее обеспечения на производство тепловозов были переведены крупнейшие в стране предприятия транспортного машиностроения: Луганский (Ворошиловградский — ВТЗ), Коломенский (КТЗ) и Брянский (БМЗ) заводы.

С 1957 г. три завода — ХЗТМ, ВТЗ и КТЗ — одновременно в кооперации с заводом «Электротяжмаш» серийно строили тепловозы ТЭЗ. К тепловозостроению были привлечены также Людиновский, Калужский, Муромский и другие заводы.

В настоящее время Луганский завод — производственное объединение (ПО) «Лугансктепловоз» — специализирован на производстве мощных грузовых тепловозов. ПО «Коломенский завод» выпускает пассажирские тепловозы, Брянский и Людиновский заводы — маневровые тепловозы, Муромский- промышленные.

За прошедшие годы возросла мощность выпускаемых промышленностью тепловозов. Основу локомотивного парка страны сегодня составляют тепловозы мощностью 2200 кВт (3000 л. с.) в секции: грузовые типов 2ТЭ10 и 2ТЭ116, пассажирские типа ТЭП60.