13 декабря 2018 18:19

Первые магистральные

Как в Советской России начали эксплуатировать тепловозы

В начале 30-х годов прошлого столетия тепловозы считались вершиной в технологическом развитии железнодорожного транспорта. А первые магистральные локомотивы с двигателем внутреннего сгорания были созданы именно в нашей стране. Об этом очередная публикация «Гудка», посвящённая уникальным российским инженерным разработкам.

Топливо нового века

Всё началось в XIX веке с появлением первых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Узкоколейные маневровые локомотивы оснащались бензиновыми моторами. В Старом Свете они были не особо удачными, а в США в 1905 году на маршрут вышел самоходный вагон Уильяма Маккина UP M-1 – аналог рельсового автобуса с бензиновым мотором. И всё же первым пущенным в эксплуатацию тепловозом можно считать экспериментальный вагон-газоход, появившийся на путях Дрезденской городской железной дороги в 1892 году. Мощность его составляла всего 10 л.с. В тот же год немецкий изобретатель Рудольф Дизель запатентовал ДВС с воспламенением от сжатия, который впоследствии получил имя своего создателя. Кстати, похожий двигатель, работающий на тяжёлом топливе, был создан в России в 1898 году на Путиловском заводе. Силовая установка, отцом которой стал конструктор Густав Тринклер, получила систему питания с насосом высокого давления (как в дизеле). К тому моменту все производители моторов понимали, что дизель и его аналоги нужно применять на тяжёлых, мощных машинах, ведь высокий крутящий момент на низких оборотах – главное преимущество нового типа двигателя.

Осенью 1912 года в Швейцарии Дизель совместно с инженером Адольфом Клозе при участии компаний «А. Борзиг» и «Братья Зульцер» собрали и испытали тепловоз мощностью 960 л.с., а годом позже ими была предпринята попытка запустить движение пассажирского состава уже в Германии по маршруту Берлин – Мансфельд. Но оказалось, что локомотив плохо приспособлен для реальной эксплуатации. Привод на ведущие колёса осуществлялся механически, то есть непосредственно от силового агрегата через карданный вал, и на подъёмах тяги не хватало. Проблему мог решить опосредованный привод – через электромоторы или гидрообъёмную трансмиссию. Второй вариант, аналог современной автоматической коробки передач в автомобиле, отпал практически сразу – при имеющихся технологиях очень велики были потери мощности. Вариант с электроприводом казался более перспективным. И здесь первыми в мире оказались русские инженеры Кузнецов и Одинцов, в 1905 году они разработали проект «автономного электровоза», или дизель-электровоза. Но до действующих образцов дело так и не дошло. Уже в начале Первой мировой войны французская фирма «Крош» попыталась реализовать подобное решение на узкоколейном тепловозе, однако война поставила крест на этом проекте.


Локомотивы диктатуры пролетариата

Вернулись к теме тепловозостроения только после войны, а в Советской России – по окончании Гражданской войны. Летом 1920 года была учреждена Российская железнодорожная миссия за границей под руководством Ю.В. Ломоносова. Группа в 1921 году разработала два эскизных проекта тепловоза: один с электрической передачей, другой – с механическим генератором газа. Ориентируясь на них, через год Совет труда и обороны принял решение о развитии тепловозостроения, а Госплану было поручено передать эти проекты в профильные институты для детальной проработки и постройки экспериментальных образцов как на отечественных, так и на иностранных предприятиях. Согласно этим постановлениям миссия разместила за рубежом заказы на постройку тепловозов взамен покупки паровозов серии Э. Изначально намеревались построить три варианта: с электрической передачей, с гидрообъёмной (впоследствии заменили на механическую), а также с механическим генератором газа. Заказ на последний вариант был передан английской фирме «Армстронг-Уитуорт», а контракты на тепловозы с электрическим и механическим приводами были размещены в Германии на мощностях компании «Гогенцоллерн».

Любопытно, что с 1921 года в Технологическом институте в Петрограде разрабатывался проект тепловоза с электропередачей по проекту Я.М. Гаккеля, а годом позже там же было организовано Тепловозное бюро под руководством Л.Н. Щукина. В реализации проекта принимали участие многие предприятия города. Силовая установка, дизель английской компании «Нью Лондон», была позаимствована у недостроенной подводной лодки «Лебедь». Кроме него, заграничными были только шведские подшипники. Тяговые электродвигатели изготовили на заводе «Электрик», колёсные тележки и раму – на «Красном путиловце», кузов – на Балтийском заводе. Генераторы производства завода «Вольта» были взяты у недостроенной субмарины «Язь». Мощность силового агрегата достигала 1000 л.с. Карданный вал двигателя соединялся с двумя генераторами, один из которых использовался в качестве стартера. Ток на обмотках каждого составлял порядка 1500 А, а напряжение – от 30 до 380 В. При параллельном соединении генераторов пик токовой нагрузки мог достигать величины в 3000 А, а при последовательном предельное значение напряжения возрастало до 760 В. В соответствии с этим тягой управляли путём параллельного или последовательного включения генераторов, а также за счёт изменения силы возбуждающего тока. Количество оборотов вала двигателя поддерживалось приблизительно на одной частоте, это осуществлялось при помощи центробежного регулятора. Тяговые моторы с отдачей в 100 кВт каждый монтировались на пружинной подвеске и передавали крутящий момент на ведущие оси локомотива посредством одноступенчатых редукторов с передаточным отношением 4,63. Все три тележки поворачивались, а две крайние ещё и имели возможность перемещения вдоль рамы. Благодаря такому конструктивному решению отнюдь не маленький локомотив легко вписывался в кривые радиусом всего 150 м.

В 1924 году были сданы в эксплуатацию два первых тепловоза для советских железных дорог: Юэ002, разработанный в Петрограде, и Юэ001 немецкого производства. Именно они стали первыми в мире магистральными тепловозами. 20 января 1925 года Юэ001 прибыл в РСФСР и сразу поменял обозначение: сначала на Э-ЭЛ-2, а чуть позднее – на Ээл2. Юэ002 был переименован в Щэл1. В феврале того же года их зачислили в единый локомотивный реестр. Может возникнуть вопрос, почему конкуренты поменялись местами в цифровой индексации? Всё очень просто – Щэл1 выехал из ворот Балтийского завода в ноябре 1924-го, то есть уже находился на территории России. Ээл2 в это время был ещё в Германии (хотя и встал на рельсы чуть раньше – в конце лета того же года).

Проект тепловоза Эш1 (Юш003) так и не был реализован – Великобритания отказалась от дальнейшего сотрудничества. Силовая установка была перевезена в Москву, где при МВТУ им. Н.Э.Баумана была организована лаборатория, ставшая впоследствии центром тепловозостроения.

Тепловозы Эмх3 (Юм005) с механической передачей прибыли на опытную базу в Люблино лишь в 1927 году. К подобной конструктивной схеме было решено не возвращаться – механическая передача оказалась крайне ненадёжной. К сожалению, Щэл1 по результатам испытаний был снят с маршрутов в 1927 году из-за частых поломок. Сейчас он экспонируется в Музее железных дорог в Санкт-Петербурге.

Первым серийным тепловозом стал Ээл, выпущенный в 1932 году Коломенским паровозостроительным заводом. В качестве силового агрегата использовался 6-цилиндровый дизель, он через упругую муфту вращал вал главного генератора. Тяговые электродвигатели постоянного тока имели каскадную систему управления. Ходовая часть тепловоза представляла собой следующую конструкцию: двухосная поворотная тележка, следующие за ней пять моторных осей и в замыкала всё ещё одна поддерживающая ось, также являющаяся, по сути, поворотной тележкой. Мощность двигателя составляла без малого 1200 л.с., полная масса превышала 138 тонн; максимальная скорость – 55 км/ч. Незадолго до войны тепловозы Ээл стали производиться в качестве передвижных электростанций.

Первый магистральный тепловоз за океаном появился в 1925 году. А в 1947 году в Харькове был выпущен тепловоз, являвшийся, по сути, копией американского локомотива, поставленного в СССР в конце Великой Отечественной войны по программе ленд-лиза. Он получил обозначение ТЭ1. Собственно говоря, именно эта машина и стала прообразом большинства магистральных тепловозов, выпускавшихся в нашей стране вплоть до наступления нового тысячелетия.

Виктор Фомин



Оставить комментарий

Защита от автоматических сообщений:

Защита от автоматических сообщений

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30

Выбор редакции

Летний призыв