Техника - молодёжи 1940-02-03, страница 61

ТЕПА

ОППРОВОЗ

В. СМИРНЯГИН

Паровоз существует более ста лет. До ях пор он остается наиболее распространим видом тяги на железных дорогах. II действительно, у паровоза есть немало догоинств: он прост по конструкции, ги-Ы в управлении и надежен в экоплоата-ж Стоимость паровоза сравнительно неинка, а ремонт его несложен. Эти качена позволяют паровозу успешно коику-

tatb с другими видами локомотивов, «ко паровозы не лишены и суще-йенных недостатков. К их числу отно-гая прежде всего низкий коэфициент мезного действия паровой машины. Из шдых 100 килограммов топлива, которое ипгается в топке паровоза, полезно рас-вдуется всего 6—7 килограммов. Основ-

Г1я же масса получаемого тепла улетает атмосферу. Большой расход топлива и «и приводит к тому, что паровоз тре-jrer частых остановок для пополнения их апасов. Это усложняет эксплоатацию па-JJW30B и требует больших капиталовло-киий для постройки угольных эстакад и одокачек.

Недостатки паровоза заставляют кондукторов работать над созданием других, tee совершенных локомотивов. Одним из Шх экономичных двигателей является юель. Неудивительно поэтому, что кондукторы давно стремятся поставить ди-шный двигатель на колеса и превратить so в локомотив. Такие локомотивы, в ко-fc-рых вместо паровой машины ясиользует-я дизель, называют тепловозами. Тепло-ш действительно оказались свободными ■к многих недостатков паровоза. Так, на-j}iwep, коэфициент полезного действия их йр в шесть раз выше. Тепловозы могут 'тробегать большие расстояния без набора иды и топлива.

Однако, несмотря на столь явные свои ^имущества, тепловозы все же не полу-ми большого распространения. Объяснил это тем, что, освободившись отне-ктатков паровой машины, тепловоз приобрел взамен их другие недостатки, свойственные двигателям внутреннего сгорания.

Одним из этих недостатков является трудность запуска тепловоза. Всем изве-into, что двигатель внутреннего сгорания I ижет работать только «с хода». Прежде I тек впустить .горючее в цилиндры двигайся, его необходимо раскрутить, сообщить Гго маховику некоторую скорость. В автомобильных, самолетных и стационарных двигателях первоначальный запуск производят при помощи сжатого воздуха. Таким образом, тепловозы приходится оборудовать иециальными компрессорными установка-I ни, что значительно удорожает их первоначальную стоимость и усложняет экспло-пацию.

Другой недостаток дизеля заключается в юм, что двигатели этого типа могут ра-| ботать только в одном, строго определен-j вом интервале скоростей. Так, например, I дизель, рассчитанный йа 200 оборотов в | минуту, ниже 100 работать не будет. Это неудобное свойство двигателя внутреннего сгорания вынуждает конструкторов тепло-юзов прибегать к сложным механическим я электрическим передачам от мотора к | рабочим колесам.

j В современных тепловозах обычно за-j отавляют дизель приводить в действие ди-j вамомашину, которая, в свою очередь, питает током электромоторы, вращающие ко

леса. Без этого промежуточного устройства тепловоз не смог бы сдвинуть с места прицепленный к нему состав.

Соединение в одном локомотиве электрического и теплового двигателей значительно усложняет конструкцию тепловоза, еще более увеличивает его стоимость и затрудняет эксплоатацию.

Вот почему паровоз при всех его недо"-статках продолжает занимать первое место среди различных типов локомотивов. Из этого своеобразного тупика, в котором оказалась конструкторская мысль специалистов локомотивостроения, в последнее время найден блестящий выход.

Молодой советский инженер Л. М. Май-зель изобрел новый тип локомотива, в котором сочетаются достоинства паровоза и тепловоза. Свой локомотив изобретатель назвал теплопаровозом. Идея его очень проста. На больших скоростях дизель оказывается отличным двигателем — значит, его надо оставить в новом локомотиве. Но на малых скоростях и при трогании с места паровая машина выгоднее дизеля, следовательно и от нее не стоит отказываться. В новом локомотиве оба >эти двигателя ■соединены вместе.

Теплопаровоз представляет собой локомотив с двумя цилиндрами — по одному с каждой стороны машины. В каждом из цилиндров находятся два поршня, двигающихся в противоположные стороны. Локомотив начинает свою работу как паровоз. В момент трогания с места работает только паровая машина. При этом пар поступает в цилиндры то с внешних краев их, заставляя поршни сближаться, то в промежуток между поршнями, заставляя их расходиться.

Как только скорость локомотива достигнет 35 километров в час, начинает работать двигатель внутреннего сгорания. Это производится следующим образом: когда поршни, разойдясь до предела, находятся в ■крайнем положении, в пространство между ними вдувается воздух. Происходит так называемая продувка цилиндров. Воздух очищает пространство между поршнями от пара. Затем поршни начинают сближаться и сжимают оставшийся в цилиндре воздух.

В тот момент, когда поршни сблизятся до предела, в пространство между ними вбрызгивается жидкое топливо. Топливо воспламеняется, и газообразные продукты его сгорания отбрасывают поршни в разные стороны. Таким образом, один и тот же цилиндр является одновременно частью и паровой машины и двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания на теп-лопаровозе двухтактный. Любопытно, что в первом такте двигателю Помогает паровая машина: сжатие воздуха, происходящее в обычных дизелях за счет инерции маховика, в теплопаровозе производится при помощи пара.

Такое конструктивное соединение двух двигателей разных типов в одном цилинд

ре оказалось весьма выгодным. Теплопаровоз, равный по мощности паровозу «ИС», имеет паровой котел с поверхностью нагрева вдвое меньшей. Отпала необходимость в сложных и дорогих компрессорных установках, которыми приходилось пользоваться, чтобы пустить в ход обычный тепловоз.

Конструкторам теплопаровоза удалось достичь большой экономии тепла. Так, например, холодильник дизеля одновременно служит и водоподогревателем для паровой машины: вода из тендера сначала поступает в рубашку цилиндра и охлаждает его, сама при этом нагреваясь; горячая вода затем направляется в котел.

Тепло выхлопных газов используется для подогрева воздуха, поступающего в топку. А отработанный пар, прежде чем уйти в атмосферу, вращает две турбинки. Одна из них подает воздух в топку, а другая создает в ней разрежение и тем усиливает тягу.

Мощность теплопаровоза достигает 3,5 тыс. лошадиных сил. Он способен развивать скорость до 120—130 километров в час. Его паровая машина работает при давлении в 20 атмосфер. Котлы с таким высоким давлением до сих пор на наших паровозах не ставились. Коэфициент полезно-то действия теплопаровоза почти в два с половиной раза выше, чем у самых совершенных паровозов.

Значительно увеличился и безостановочный пробег локомотива. В то время как паровоз проходит без набора воды и топлива 200—250 километров, теплопаровоз может пробегать без остановки по 600— 700 километров.

Колесная формула теплопаровоза 1-4-1. Это значит, что новый локомотив имеет четыре пары ведущих колес и две пары бегунков. Так как поршни теплопаровоза двигаются в противоположные стороны', то их штоки нельзя непосредственно соединять с колесами. В этом случае колеса вращались бы в разных направлениях.. Поэтому поршневые штоки соединены предварительно с так называемыми отбойными валами. А уже эти отбойные валы связаны с дышлом, которое толкает ведущие колеса.

Применение цилиндров с (двумя поршнями привело к тому, что машина оказалась динамически хорошо уравновешенной. У паровоза движение поршней вызывает качания и толчки. Ход паровоза становится неровным, что вредно влияет на путь, приводит к преждевременному его износу. Теплопаровоз оказался свободным и от этого недостатка. Он идет плавно, без резких толчков.

Недавно коллектив Ворошиловградского ^паровозостроительного завода выпустил Первый советский пассажирский теплопаровоз. Советские конструкторы работают над дальнейшим совершенствованием локомотива этого типа. Изобретатель теплопаровоза Л. М. Майзель награжден правительством орденом Ленина.

L

59