Техника - молодёжи 1955-11, страница 27
собный тепловоз, хотя двигатель внутреннего сгорания, особенно дизель, оказался в несколько раз экономичнее паровой машины. Основной трудностью было то, что двигатель внутреннего сгорания не может изменять скорость вращения вала, не изменяя мощности, что, как мы уже видели, является основным достоинством паровой машины. Помимо этого, имеется и другая трудность: пуск двигателя внутреннего сгорания невозможен под нагрузкой, необходимо на время пуска вал его отключать от колес тепловоза. И первую и вторую задачу можно решить, включив между валом двигателя и ведущими колесами тепловоза коробку передач, подобно тому, как мы ставим ее в автомобиле. На подъеме машинист тепловоза переключал бы скорость на более низкую. Двигатель работал бы на прежнем числе оборотов, а колеса локомотива вращались бы медленнее и мощность оставалась постоянной. При запуске двигателя он просто бы отключался от ведущих колес. Однако построить такую передачу для локомотива оказалось не легко. Наиболее широко распространены в настоящее время для аналогичных целей шестеренчатые коробки скоростей. Они прекрасно зарекомендовали себя в автотранспорте, где мощность двигателя редко превышает 100 л. с. Однако, когда попытались спроектировать такую коробку скоростей для тепловоза, имеющего двигатель мощностью в 1 ООО л. с. и более, она получилась громоздкой. Развитие электротехники дало возможность применять на тепловозах электрическую передачу, состоящую из генератора, тяговых электродвигателей и другой необходимой электроаппаратуры. Генератор, сидящий непосредственно на валу двигателя, вырабатывает электрический ток, поступающий в тяговые двигатели. Электрическая передача получила широкое применение в тепловозах. В последнее время получает все большее распространение гидравлическая передача. Сущность ее заключается в том, что на вал двигателя внутреннего сгорания насаживается гидравлический центробежный насос, который при своем вращении подает рабочую жидкость — обычно масло — к лопаткам гидравлической турбины, связанной с ведущими колесами тепловоза. ПЕРВЫЕ ПРОЕКТЫ ТЕПЛОВОЗОВ Двигатель внутреннего сгорания значительно экономичнее паровой машины. В двигателе внутреннего сгорания энергия топлива в цилиндрах непосредственно превращается в механическую, тогда как в паровой машине энергия топлива передается сначала воде и пару, а уже последний производит механическую работу. Этот промежуточный носитель энергии возвращает значительно меньше энергии, чем получает ее. Первые попытки применить двигатель внутреннего сгорания для тяги поездов были сделаны в 1912—1914 годах в стенах Московского высшего технического училища (ныне МВТУ имени Баумана). Известные ученые— профессора В. Гриневецкий, А. Шелест, Я. Гаккель создали жизнеспособные проекты тепловозов. Проект Гриневецкого предполагал постройку тепловоза «непосредственного действия», то-есть такого, у которого вал двигателя внутреннего сгорания постоянно связан с ведущими колесами локомотива. Разгон тепловоза осуществлялся сжатым воздухом из специального резервуара. Затем на ходу поезда включался в работу двигатель внутреннего сгорания. Во время работы двигателя пополнялся запас воздуха в резервуаре. В проекте Шелеста предполагалось использование так называемого механического генератора газов. Генератор газов представляет собой поршневый двигатель, работающий по четырехтактному или двухтактному циклу. Двигатель вращает воздушный компрессор, который обеспечивает воздухом рабочие цилиндры двигателя. Продукты сгорания, имея высокую температуру, под давлением поступают через промежуточный резервуар в рабочую машину, сходную с паровой. Были проекты тепловозов с пневматической передачей. В этом случае двигатель внутреннего сгорания приводит в движение воздушный компрессор, который нагнетает воздух, пар или другой какой-либо газ в резервуар, откуда они расходуются рабочей машиной типа паровой. Эти проекты по ряду причин не получили распространения. В 1922 году по инициативе В. И. Ленина Совет Труда и Обороны вынес постановление о развитии тепловозостроения в СССР, а в 1924 году появились первые тепловозы типов «ЩЭЛ1» (отечественной постройки) и «ЭЛ2» (построенные за границей по заказу СССР). Это были первые в мире магистральные тепловозы. Оба они имели электрическую передачу. В последующие годы постройка тепловозов для СССР продолжалась сначала за границей, потом на отечественных заводах. Война несколько задержала развитие тепловозной тяги в СССР, но уже в 1945 году на наши дороги поступили тепловозы «Д«д> и «Д6» заграничной постройки, а с 1947 года возобновился серийный выпуск отечественных тепловозов. ЗА РУБЕЖОМ Вслед за Советским Союзом тепловозы начали строиться и за границей. Перед второй мировой войной значительных успехов в области тепловозостроения достигла Германия. Там особенно широко тепловозы применялись для маневровой работы. В США тепловозной тягой перевозится 70% грузовых и 77% пассажирских поездов. Тепловозы для поездной службы в США строятся в виде отдельных секций и почти исключительно с электрической передачей. В зависимости от веса поезда эти секции сцепляют по две, три и даже четыре и управляют ими с одного пульта управления. Такая система эксплуатации тепловозов удобна тем, что для любого веса поезда можно подобрать такое количество секций, при котором работа их будет наиболее экономичной. Конструктивные скорости грузовых тепловозов достигают 150 км/час, пассажирских — до 190 км/час, что позволяет водить грузовые поезда со скоростью до 100—130 км/час, а пассажирские — до 130—160 км/час. В последние годы на железных дорогах США, Англии и Швейцарии появилось около трех десятков газотурбовозов, работающих на жидком топливе. Все газотурбовозы также имеют электрическую передачу. Вместе с тем ведутся работы и в области совершенствования гидравлической передачи. В настоящее время все более распространяется мнение, что для тепловозов мощностью до 800—900 л. с. гидравлическая передача является наиболее целесообразной. ТЕПЛОВОЗ «ТЭ1» Что же представляют собой современные тепловозы? Широко используется на наших железнодорожных линиях тепловоз серии «ТЭ1». Рама этого тепловоза с размещенным на ней оборудованием и пультом управления установлена на двух трехосных тележках. Такая конструкция экипажа позволяет тепловозу легко «вписываться» в повороты железнодорожного пути. ГЕНЕРАТОР ОС ГО И ИНОГО ТОНА АППАРАТЫ улталс-шя воздушный tvpi КОТЕЛ \ компрессор \ клаам сг^он** аозду* воздушный ГАЗОВАЯ КОМПРЕССОР TYPBMHA ЖИДКОЕ ТОПЛИВО ЖИДКОЕ ТОПЛИВО \ 10-е». \ ДИЗЕЛЬ тяговые длЕкгредвигАтели т»говь.е »пектрадвиг»тти 27 |
