Тяговый генератор тепловоза тэм2

УСТРОЙСТВО ТЯГОВОГО ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Тяговый генератор тепловоза 2ТЭ10Л представляет собой электрическую машину постоянного тока. Его длительная номинальная мощность, т. е. мощность, которая может быть получена от него неограниченное время, равна 2000 кВт. Тяговый генератор состоит из следующих основных частей: магнитной системы, якоря, щеткодержателей со щетками и вспомогательных устройств (рис. 143). Магнитная система генератора предназначена для создания мощного магнитного поля в нем. Она образована из станины (ярма) генератора, главных и добавочных полюсов.

Рис. 143. Тяговый генератор тепловоза 2ТЭ10Л

Станина генератора, являясь частью магнитной системы, представляет собой и его остов (корпус). Изготовлена станина из стали с малым содержанием углерода, обладающей высокой магнитной проницаемостью. Снаружи станина имеет лапы, с помощью которых генератор устанавливают на поддизельной раме.
Магнитная система генераторов постоянного тока в зависимости от их мощности может иметь различное число полюсов. Генераторы большой мощности выполняются многополюсными, так как при этом уменьшаются их размеры и масса. Тяговый генератор, тепловоза 2ТЭ10Л имеет 10 главных полюсов. Сердечники главных полюсов изготовлены из тонких листов электротехнической стали с большой магнитной проницаемостью (рис. 144). В сердечнике, набранном из отдельных изолированных листов, вихревые токи намного меньше, чем в цельном. Листы стягиваются заклепками.

Рис. 144. Главный полюс тягового генератора

Сердечники полюсов прикреплены к станине болтами. Наконечники сердечников имеют такую форму, которая позволяет, во-первых, удерживать полюсную катушку и, во-вторых, придать распределению магнитных силовых линий между полюсом и якорем желаемый характер.
На каждом главном полюсе размещены катушки обмоток независимого возбуждения и пусковой. Катушка независимого возбуждения выполнена из 105 витков медного провода сечением 1,7 х 6,9 мм. Пусковая катушка полюса, по которой кратковременно пропускается ток большой силы только при пуске дизеля, имеет всего три витка из сдвоенного провода сечением 2,26X40 мм. В генераторах северный и южный полюсы чередуются между собой, т. е. за северным полюсом следует южный, затем опять северный и т. д.
Добавочные полюсы установлены между главными. По числу главных полюсов тяговый генератор тепловоза 2ТЭ10Л оборудован 10 добавочными полюсами. Каждый добавочный полюс состоит из сердечника и катушки с шестью витками провода сечением 16X25 мм (рис. 145).

Рис. 145. Добавочный полюс тягового генератора

Ввиду небольших размеров сердечники добавочных полюсов выполнены цельными (сплошными). Полюсы снабжены изоляционными рамками для усиления изоляции от корпуса и пружинными рамками для предупреждения вибрации катушек на сердечниках полюсов.
Якорь генератора (рис. 146) служит для размещения на нем обмотки и коллектора, а также для уменьшения сопротивления магнитной цепи генератора.

Рис. 146. Якорь тягового генератора (без обмотки)

С целью снижения массы генератора корпус якоря выполнен полым. Корпус оканчивается фланцем для соединения с помощью муфты с коленчатым валом дизеля, а с противоположной стороны снабжен ребристой втулкой. Во внутреннее отверстие втулки запрессован укороченный вал якоря. Применение укороченного вала вместо сквозного позволило дополнительно уменьшить массу якоря. Наружное кольцо ребристой втулки предназначено для установки коллектора генератора. Вал якоря опирается на сферический двухрядный роликовый подшипник (см. рис. 143), расположенный в съемной капсуле. Капсула крепится к подшипниковому щиту генератора и позволяет снять подшипник без полной разборки электрической машины. Подшипник закрыт крышками и уплотнительными кольцами.
Сердечник якоря набран из сегментных листов электротехнической (см. рис. 146) стали толщиной 0,5 мм, стянутых с помощью нажимных шайб и шпилек. Нажимные шайбы одновременно являются обмоткодержателями для лобовых частей якорной обмотки. Листы сердечника изолированы друг от друга, благодаря чему резко снижаются потери энергии в сердечнике, уменьшается его нагрев вихревыми токами. Эти листы по наружной поверхности имеют зубцы. При сборке впадины между зубцами образуют пазы, в которые укладывается обмотка якоря.
Якорная обмотка — двухходовая петлевая с уравнительными соединениями. Обмотка состоит из секций. Каждая секция имеет несколько витков хорошо изолированного медного провода прямоугольного сечения 2,83 X 5,5 мм. Готовые секции укладывают в пазы сердечника якоря и соединяют с пластинами коллектора.
При работе генератора его якорь вращается с большой скоростью и на секции обмотки якоря действуют значительные центробежные силы. В пазах сердечника якоря секции обмотки укрепляют специальными клиньями из изоляционного материала (рис. 147).

Рис. 147. Размещение обмотки в пазу якоря генератора

Участки обмотки, выходящие из пазов сердечника якоря, стягивают бандажами из стальной проволоки , наматываемой с предварительным натяжением, или стеклоткани. Для того чтобы витки проволоки бандажа не расходились, их по всей окружности пропаивают оловом вместе с пластинами из жести (замками). Бандажи надежно прижимают лобовые части обмоток к цилиндрическим обмоткодержателям корпуса якоря. В генераторах последних лет изготовления проволочные бандажи заменены более надежными в эксплуатации стеклобандажами (из стеклоткани). Стеклобандажи в отличие от проволочных не оказывают влияния на магнитное поле электрической машины.
Коллектор, как уже указывалось, служит для выпрямления переменной э. д. с, индуктируемой в обмотке якоря генератора, и для съема тока. Он состоит из большого числа медных коллекторных пластин. Например, коллектор тягового генератора тепловоза 2ТЭ10Л имеет 465 пластин. При сборке коллектора между его пластинами прокладывают изоляцию из миканитовых прокладок. Миканит -— электроизоляционный материал, получаемый склеиванием тонких листочков слюды различными связующими материалами. Изоляция (миканитовые манжеты и цилиндры) прокладывается также между собранными в виде кольца коллекторными пластинами, корпусом коллектора и нажимным конусом (см. рис. 146). Основания коллекторных пластин выполнены в виде ласточкина хвоста и входят в выступы корпуса коллектора и нажимного конуса, которые стягиваются шпильками и надежно удерживают пластины. Собранный коллектор напрессовывают на ребристую втулку якоря.
Выступающую часть коллекторных пластин, в которую впаиваются выводы обмотки якоря, называют петушками. В тяговых генераторах тепловозов 2ТЭ10Л каждая коллекторная пластина соединена с концами секций обмотки якоря посредством ленточной меди («гибкого петушка») . Гибкий петушок припаивают одним концом к пластине коллектора, другим — к выходам обмотки якоря.
Токосъем с коллектора электрических машин осуществляется щетками. В тепловозных электрических машинах применяются высококачественные электрографитовые щетки (рис. 148).

Рис. 148. Щетка тягового генератора

Эти щетки изготовлены из угольного порошка с добавлением связующих материалов. Они прессуются в виде брусков нужных размеров и подвергаются действию высокой температуры (до 3000°С) в электропечах. В результате термической обработки углерод переходит в другую свою модификацию — графит. Поэтому термообработка щеток и получила название графитации. Графитация позволяет значительно повысить качество щеток. Они становятся мягче, прочнее, износоустойчивее, меньше изнашивают коллектор, выдерживают большие токовые нагрузки. Такие щетки имеют достаточное электрическое сопротивление, поэтому обладают высокими коммутирующими качествами.
Рабочую поверхность щеток точно притирают (пришлифовывают) к поверхности коллектора. Поверхность коллектора, по которой скользят щетки, делается строго цилиндрической и тщательно шлифуется. Для обеспечения более спокойной, без ударов и вибраций работы щеток с целью повышения надежности их могут устанавливать наклонно к поверхности коллектора электрической машины или снабжать резиновыми амортизаторами.
Щетки вставляют в специальные латунные обоймы, называемые щеткодержателями. Щеткодержатели тягового генератора тепловоза 2ТЭ10Л показаны на рис. 149. Назначение щеткодержателей — удерживать щетки в правильном положении и прижимать их к поверхности коллектора. Для этого щеткодержатели имеют пружины. В щеткодержателе установлены две щетки с резиновыми амортизаторами. Электрический ток отводится от щеток по гибким медным тросикам (шунтам). Второй конец тросика надежно соединен с бракетом щеткодержателей.
В соответствии с числом главных полюсов тяговый генератор тепловоза 2ТЭ10Л имеет десять алюминиевых бракетов , на каждом из них укреплено по девять щеткодержателей с восемнадацатью щетками. Бракеты на изоляторах крепятся к поворотной траверсе. Траверса устанавливается в подшипниковом щите генератора (см. рис. 143 и 149) и может поворачиваться для облегчения доступа при осмотре и ремонте к каждому щеткодержателю. Пять бракетов щеткодержателей одной полярности соединены шиной; одна из шин является плюсовой, вторая — минусовой.

Рис. 149. Щеткодержатели

При работе дизеля тепловоза коленчатый вал через пластинчатую муфту вращает якорь тягового генератора в магнитном поле, создаваемом его полюсами. В якорной обмотке индуктируется э. д. с, при замыкании внешней цепи ток проходит из якорной обмотки через одну группу пластин коллектора, плюсовые щеткодержатели к тяговым электродвигателям и далее через минусовые щеткодержатели, другую группу пластин коллектора возвращается в якорную обмотку.
Несмотря на принимаемые меры по снижению электрических, магнитных, механических потерь энергии в генераторе, они остаются достаточно большими и приводят к нагреву деталей. Наиболее чувствительной к повышенным температурам является изоляция обмоток и коллектора электрических машин. Для предупреждения перегрева генераторов, прежде всего электрической изоляции, их охлаждают наружным воздухом. При этом в отечественных тяговых генераторах мощностью до 1500 кВт обычно используется самовентиляция. Для подачи охлаждающего воздуха в более мощные тяговые генераторы на тепловозах устанавливают специальные дополнительные вентиляторы.
Тяговый генератор тепловоза ТЭЗ выполнен с самовентиляцией. Для этого на якоре генератора со стороны, противоположной коллектору, укреплен центробежный вентилятор. Вентилятор засасывает воздух со стороны коллектора. Далее поток воздуха проходит внутри генератора, охлаждает его. и выбрасывается вентилятором через патрубок наружу под раму тепловоза.
На тепловозах 2ТЭ10Л установлен отдельный центробежный вентилятор для охлаждения воздухом тягового генератора (рис. 150).

Рис. 150. Система воздушного охлаждения тягового генератора тепловоза 2ТЭ10Л

Очищенный от посторонних примесей воздух подается вентилятором по нагнетательному каналу через воздухоподводящий патрубок (см. рис. 143) со стороны, противоположной коллектору. Внутри генератора охлаждающий воздух проходит параллельными потоками через магнитную систему и якорь, отводит от них тепло и выбрасывается наружу через выпускной патрубок в подшипниковом щите и выпускные каналы. Для обеспечения надежной работы тяговых генераторов охлаждающий воздух не должен нести с собой несгоревшее топливо, выбрасываемое дизелем, пыль, влагу. Поэтому очень важным является рациональный выбор места забора охлаждающего воздуха и применение достаточно эффектной его очистки.

Тяговый генератор тепловоза тэм2

Эксплуатация тягового генератора тепловоза ТЭМ2

5.9.2. Рабочая поверхность коллектора должна быть гладкой, полированной и не иметь забоин, подгаров и других повреждений. При длительной работе машин под нагрузкой на поверхности коллектора образуется тонкая прочная пленка (политура), предохраняющая коллектор от износа и улучшающая условия коммутации. Для сохранения указанной защитной пленки шлифовку коллектора без особой необходимости не производить. Необходимо помнить, что наличие угольной пыли в продорожке коллектора при работе генератора может привести к появлению кругового огня на коллекторе. Рекомендуется очищать коллектор от угольной пыли жесткой волосяной щеткой; прочищать и шлифовать коллектор следует на холостом ходу, без напряжения на коллекторе.

Шлифовать коллектор следует стеклянной бумагой зернистостью 8—10, закрепленной на специальной деревянной колодке с кривизной коллектора и охватом его по дуге не менее 15°. Нормы отклонений износа и контроля состояния элементов электрических машин приведены в табл. 2.

5.9.3. Каждая щетка должна иметь прилегание к коллектору не менее 75% рабочей поверхности. Допус-кается эксплуатация щетки со сколами 10—15% рабочей поверхности.

Следует иметь в виду, что слабое или сильное нажатие щеток ведет к появлению искрения и увеличенному износу коллектора. Поэтому при замене щеток необходимо обращать внимание на величину нажатия, регулируя ее в пределах норм соответствующей установкой пружины. В обоймах щеткодержателей щетки должны ходить свободно, без заеданий. Вновь устанавливаемые щетки должны быть предварительно притерты на приспособлении и пришлифованы к поверхности коллектора. Шлифовку производить при помощи стеклянной шкурки зернистостью 8—10. Шкурку закладывают шероховатой стороной к щетке, прижимают к коллектору

и протягивают вперед по вращению до тех пор, пока поверхность щетки не примет форму поверхности коллектора. Шлифовку вести только при нажатии пружиной щеткодержателя. После окончания притирки щеток продуть генератор сухим сжатым воздухом давлением 0,2 МПа (2 кгс/см2). Допустимые величины зазоров в подшипниках приведены в табл. 3.

5.9.4. При осмотре генератора необходимо проверить, нет ли во внутренней полости коллекторной камеры, в подшипниковом щите и коллекторном бандаже масла и других загрязнений. Наличие масла, грязи и влаги на поверхности обмоток генератора способствует разрушению изоляции. Периодически проверять все контактные соединения, следить за состоянием изоляции.

Марки щеток следует применять согласно паспортам электрических машин.

При эксплуатации не допускать механических повреждений изоляции. Сопротивление изоляции обмоток тягового генератора по отношению к корпусу и между собой в холодном состоянии должно быть не менее

1 МОм. При сопротивлении изоляции ниже указанного

предела необходимо определить место повреждения изоляции и устранить неисправность, а в случае необходимости просушить обмотки током короткого замыкания или теплым воздухом. При сушке изоляции током короткого замыкания соединение цепей выполнять по схеме, указанной на рис. 19. Продолжительность сушки 12 ч, ток 800—1200 А. Сушку начинать при токе 800 А. Через каждый час увеличивать ток на 50 А, но не более чем до 1200 А. Измерение величины сопротивления изоляции электрических машин и аппаратов, а также электрических цепей тепловоза производить мегаомметром напряжением 500 В.

В эксплуатации ток генератора при длительной работе не должен превышать номинальный — 1210 А. При трогании допускается кратковременно максимальный ток до 1900 А в течение не более 1 мин.

При эксплуатации тепловоза необходимо иметь в виду, что длительный ток генератора равен 1210 А. Длительное превышение этого тока может привести к перегреву тягового генератора или тяговых электродвигателей.

Превышение этого тока допускается кратковременно при трогании состава, а также схемой реле переходов предусмотрена непродолжительная работа генератора током до 1400 А при снижении скорости движения перед переходом на ослабленное возбуждение первой ступени или на полное возбуждение тяговых электродвигателей.

Тепловозы ТЭМ2 и их разновидности

Тепловозы ТЭМ2. В течение десятой и одиннадцатой пятилеток (1976-1985 гг.) Брянский машиностроительный завод (полное наименование предприятия Производственное объединение «Брянский машиностроительный завод» им. В. И. Ленина) продолжал изготовление шестиосных маневровых тепловозов ТЭМ2, которые впервые выпустил в 1960 г. За годы, предшествующие десятой пятилетке, завод непрерывно совершенствовал конструкцию локомотива, заменяя в процессе выпуска устаревшее оборудование более современным. Так, на тележках стали устанавливаться цилиндрические винтовые пружины между рамами и балансирами, дизель ПД-1 был заменен в 1968 г. дизелем ПД-1М, тяговый генератор ГП-300А генератором ГП-ЗООБ, тяговые электродвигатели ЭД-340В были заменены электродвигателями ЭД-104, затем ЭД-107, ЭД-107А и с 1974 г. электродвигателями ЭД-118А. Все это повышало надежность, долговечность оборудования и экономичность локомотива; он получил широкое распространение не только на магистральных железных дорогах, но и на путях промышленных предприятий страны.

Кроме Брянского машиностроительного завода, в период 1968- 1979 гг. тепловозы ТЭМ2 строил Ворошиловградский тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции.

Тепловозы ТЭМ2 (рис. 90 и 91) выполнены с кузовами капотного типа, которые более удобны для

маневровой работы (лучше обзор путей из кабины машиниста). Все части кузова смонтированы на главной раме, служащей также для передачи продольных сил (тяги и торможения) через автосцепки СА-3, установленные на концах рамы. Части кузова, расположенные над дизелем, съемные, части над аккумуляторным помещением, холодильной и высоковольтной камерами, а также кабина машиниста приварены к раме.

Главная рама опирается на две трехосные тележки, на каждую через четыре плоские скользящие опоры. Тяговое и тормозное усилия от тележек на главную раму передаются через шкворни. Тележки тепловоза выполнены по типу тележек тепловозов М62С и 2М62. Диаметр колес при новых бандажах 1050 мм; редуктор тяговой передачи выполнен односторонним с передаточным числом 68_15=4,53; модуль зубчатых колес 11. Тепловозы ТЭМ2 с колесными парами, приспособленными для переделки на колею 1435 мм, имеющие увеличенную на 60 мм длину между осями автосцепок (16 970 мм), получили обозначение серии ТЭМ2А.

На локомотиве установлены кран машиниста № 394, воздухораспределитель № 483 (до 1977 г. устанавливался воздухораспределитель № 270-005), кран вспомогательного тормоза № 254 и четыре тормозных цилиндра диаметром 14″ — по два на каждую тележку. Нажатие тормозных колодок на колеса одностороннее.

На главной раме тепловоза смонтирован дизель-генераторный агрегат ПДГ-1М, состоящий из дизеля ПД-1М Пензенского дизельного завода и тягового генератора

Рис. 90. Тепловоз ТЭМ2

ГП-300Б Харьковского завода «Элек-тротяжмаш» им. В. И. Ленина.

Дизель ПД-1М (6ЧН 31,8/33) четырехтактный, шестицилиндровый, с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением водой наддувочного воздуха; диаметр цилиндров 318 мм, ход поршней 330 мм. При частоте вращения вала 750 об/мин дизель развивает мощность 1200 л.с. (883 кВт); минимальная частота вращения вала 300 об/мин, расход топлива при номинальной мощности

165-173 г1 (э.л.с- ч); масса сухого дизеля 17 600 кг. Предусмотрена система автоматического пуска дизеля.

Рис. 91. Расположение оборудования на тепловозе ТЭМ2:

/-аккумуляторная батарея, 2-пульт управления, 3-двухмашинный агрегат, 4-камера для электрических аппаратов; 5-компрессор, 6-тяговый генератор, 7-дизель, 8-резервуар для масла дизеля, 9- вентилятор холодильника

генератор, работающий в режиме двигателя, получает питание от аккумуляторной батареи и поэтому имеет пусковую обмотку возбуждения

Возбудитель тягового генератора МВТ-25/9У2 и вспомогательный генератор МВГ-25/11У2 смонтированы в одном разъемном корпусе двухмашинного агрегата. Якоря двухмашинного агрегата приводятся во вращение от вала тягового генератора через клиноременную передачу; при частоте вращения вала тягового генератора 750 об/мин частота вращения вала двухмашинного агрегата 2000 об/мин. При этом возбудитель развивает мощность 5,6 кВт (напряжение 75 В, ток 75 А), а вспомогательный генератор — 5,75 кВт (напряжение 75 В, ток 77 А). Масса агрегата 400 кг

Тяговые электродвигатели ЭД-118А при работе на тепловозах ТЭМ2 развивают номинальную мощность 105 кВт (напряжение 203/290 В, ток 605/424 А), частота вращения — якоря при продолжительном режиме 250 об/мин, максимальная частота вращения 2290 об/мин, масса электродвигателя 3100 кг

Тяговые электродвигатели постоянно соединены потри последовательно, т. е к генератору присоединены две параллельные цепи электродвигателей. Регулирование скорости движения тепловоза осуществляется с помощью главной рукоятки контроллера машиниста КВП-0854, имеющей нулевую и восемь рабочих позиций. На нулевой, 1-й и 2-й позициях частота вращения вала дизеля 300± 15 об/мин, на 3-й — 330±10, на 4-й — 400±10, на 5-й — — 480±10, на 6-й — 570± 10, на 7-й — 650±10 и на 8-и — 750±5 об/мин. Для более полного использования мощности дизеля предусмотрены две ступени ослабления возбуждения- 48 и 25%.

Для пуска дизеля и питания цепей тепловоза при неработающем дизеле служит кислотная аккумуляторная

батарея 32ТН-450 (напряжение 64 В, емкость 450 А- ч)

Сжатый воздух для пневматических систем вырабатывается компрессором КТ-6, который приводится непосредственно от вала тягового генератора и при частоте вращения 750 об/мин имеет производительность 4,6 м3/мин.

В передней части тепловоза расположен холодильник, содержащий 18 водовоздушных секций — 12 для охлаждения воды дизеля, 6 для охлаждения воды, отбирающей тепло от наддувочного воздуха Через секции прогоняется воздух, засасываемый осевым шестилопа-стным вентилятором, приводимым через редуктор от вала дизеля. Тяговые электродвигатели охлаждаются центробежными вентиляторами, которые приводятся клиноременной передачей от вала дизеля

Масса тепловоза в рабочем состоянии 120 т. Сила тяги длительного режима при скорости 11,2 км/ч 200 кН (20 400 кгс). Конструкционная скорость тепловоза по экипажной части 100 км/ч, минимальный радиус проходимых тепловозом кривых 80 м Запасы топлива (5440 кг), масла (430 кг), воды (1050 кг) и песка (2000 кг) позволяют тепловозу не заходить на экипировку в среднем 10 сут.

Тепловозы ТЭМ2, изготовленные в десятой и одиннадцатой пятилетках, оборудованы системой автоматической локомотивной сигнализации, устройствами, обеспечивающими возможность управления двумя тепловозами по системе многих единиц и работы машиниста без помощника.

В процессе выпуска тепловозов ТЭМ2 в их конструкцию вносились изменения. Так, тепловозы, выпускавшиеся с 1978 г., имеют измененные по форме кузова по типу кузовов тепловозов ТЭМ2У (см. ниже)

Тепловозы ТЭМ2М. Первый опытный тепловоз ТЭМ2М-001, на кото-

Рис 92 Расположение оборудования на тепловозе ТЭМ2М

/- вентилятор, 2-дизель, 3-тяговый генератор, 4-аккумуляторная батарея

ром в отличие от тепловоза ТЭМ2 вместо дизеля ПД-1М был установлен дизель 2-6Д49 (8ЧН 26/26) Коломенского тепловозостроительного завода, был выпущен в 1974 г

Начиная с 1984 г Брянский машиностроительный завод стал в небольшом количестве выпускать тепловозы ТЭМ2М с целью накопления эксплуатационного опыта Тележки и внешнее очертание кузова тепловоза ТЭМ2М (рис, 92) не отличаются от тепловозов ТЭМ2, в то же время в конструкцию локомотива

внесены изменения, обусловленные применением другого дизеля.

Дизель 2-6Д49 вместе с тяговым генератором ГП-300Б образуют агрегат 17ПДГ-2 Дизель восьмицилиндровый с У-образным расположением цилиндров, диаметр цилиндров и ход поршней 260 мм При частоте вращения вала 800 об/мин дизель развивает номинальную мощность 1200 л с. Минимальная частота вращения вала 350 об/мин Расход топлива при номинальной мощности 152-160 г1 (э л с- ч) Масса сухого дизеля 9600 кг

Рис 93 Тепловоз ТЭМ2У

Рис 94 Тепловоз ТЭМ2Т

Система охлаждения дизеля двух-контурная, в первом контуре охлаждается вода дизеля и охладителя наддувочного воздуха, масло дизеля охлаждается в водомасляном тепло обменнике, включенном во второй контур Масса тепловоза 120 т Си ла тяги длительного режима при скорости 12 км/ч равна 198 кН (20 200 кгс) Конструкционная ско рость по экипажной части 100 км/ч, запас песка 2000 кг, топлива 5400 кг, воды 600 л, масла дизеля 400 кг

Тепловозы ТЭМ2У. В конце 1978 г Брянский машиностроительный завод построил опытный тепловоз ТЭМ2У (рис 93), который в отличие от тепловозов ТЭМ2 имел измененную форму капота и кабины машиниста, а также ряд новых устройств (новый пульт управления, глушитель шума, поперечные стяжки подвесок тормозных колодок, препятствующие сползанию тормозных колодок с бандажей, улучшенную теплоизоляцию и др ) На тепловозе улучшена конструкция дизель-генератора, рессорного подвешивания, предусмотрен электрический подогрев воды в системе охлаждения Сцепная масса тепловоза увеличена до 123,6 т С 1984 г завод начал серийное изготовление тепловозов ТЭМ2У

Опытный тепловоз ТЭМ2УС. По

еле проведения в 1976 г испытаний тепловоза ТЭМ2-1983, у которого одна из тележек была оборудована электромагнитными устройствами, предназначенными для увеличения силы сцепления колес с рельсами, по заказу Главного управления локомотивного хозяйства МПС Брянский машиностроительный завод в 1978 г изготовил опытный тепловоз ТЭМ2УС-0001 На тележках этого тепловоза были установлены электромагниты, магнитный поток которых проходил через колеса и рельсы и создавал притяжение бандажей к головкам рельсов Ранее подобная идея проверялась на паровозах серии СО и электровозах В Л 23 в депо Ленинград-Сортировочный Московский в начале 50-х годов

Тепловоз ТЭМ2УС-0001 испыты вался ВНИТИ, но до 1986 г решение о дальнейшем оборудовании теплово

Рис 95 Тепловоз ТЭМЗ

зов электромагнитной системой увеличения силы сцепления не было принято

Тепловозы ТЭМ2Т. Для решения вопроса о целесообразности примене ния электрического торможения на тепловозах ТЭМ2 в 1985 г Брянский завод изготовил два опытных тепло воза ТЭМ2Т (рис 94), на которых были установлены тормозные резисторы и необходимые аппараты, позволяющие применять этот вид

торможения Тепловозы поступили для опытной эксплуатации в депо Брянск Максимальная мощность тормозных резисторов при есте ственной вентиляции и скорости тепловоза 40 км/ч составляет 1100- 1200 кВт

Тепловозы ТЭМЗ. В 1979 г Брян ский машиностроительный завод изготовил тепловоз ТЭМЗ-001 (рис 95 и 96), у которого тележки были выполнены с бесчелюстными букса

Рис 96 Расположение оборудования на тепловозе ТЭМЗ

/- редуктор вентилятора холодильника 2- охлаждающие секции 3- вентилятор холодильника 4- бак для воды 5- дизель 6- компрессор 7- камера для электрических аппаратов 8- кабина машиниста 9- аккумуляторная батарея, 10- антенна

ми На этом тепловозе сохранено все основное оборудование (дизель генератор, тяговые электродвигатели, вспомогательные машины) тепловоза ТЭМ2, остались такими же сцепная масса, запасы топлива, песка, воды и масла, а также тяговые параметры тепловоза ТЭМ2

В 1980 г ВНИТИ провел сравнительные динамические испытания двух тепловозов ТЭМ2 с челюстными и ТЭМЗ-001 с бесчелюстными тележками Тележки тепловоза ТЭМЗ-001 были выполнены по типу теле жек, изготовляемых производствен ным объединением «Ворошиловград-тепловоз» для магистральных тепловозов Статический прогиб рессорного подвешивания тепловоза составлял 90-100 мм Испытания показали, что тепловозы с бесчелюстными тележками имеют более высо кие динамические свойства по сравне нию с тепловозами на челюстных тележках

В последующие годы завод изго товил партию тепловозов ТЭМЗ, которые поступили для эксплуатаци онных испытаний на железные дороги

Электродинамический тормоз электровозов ЧС2 Т и ЧС200

Рассмотрены устройство и работа основного электронного оборудования, применяемого в электродинамическом (реостатном) тормозе системы «Шкода». Применительно к электродинамическому тормозу электровозов ЧС2 Т и его модификации на скоростном электровозе ЧС200

«Вторая» жизнь легендарного ТЭМ2.

ТЭМ2 — Тепловоз с Электрической передачей, Маневровый, тип — 2.

Производство с 1960 по 2000 год на — Брянский машиностроительный завод (БМЗ), Луганский (Ворошиловградский) тепловозостроительный завод.

Построено: 6225 тепловозов.

Самый распространённый из эксплуатируемых маневровых локомотивов на сегодняшний день, широко используется на предприятиях

На базе данного тепловоза разработано множество модификаций.

На тепловозе ТЭМ2 установлен дизель марки ПД1М мощностью 1200 л. с.

Тепловоз ТЭМ2УГМК является результатом глубокой модернизации ранее выпущенных тепловозов серии ТЭМ2 различных индексов.

Модернизация проводится Шадринским автоагрегатным заводом по проекту компании Woodward-MEGA(Венгрия).

Данная компания имеет значительный опыт в проведении модернизации тягового подвижного состава в различных странах; в частности, компанией Woodward-MEGA успешно реализован проект модернизации тепловозов серии 2М62У Литовских железных дорог.

В ходе модернизации все расположенные на главной раме узлы и агрегаты, включая кабину и элементы кузова, демонтируются и заменяются на новые.

В конструкцию экипажной части и тормозного оборудования каких-либо изменений не вносится. Конструкция тележек не изменяется, производится только их ремонт, включая восстановление колёсных пар, тяговых электродвигателей, автосцепок, поглощающих аппаратов и т. д. Аналогичная модернизация может быть проведена тепловозам серий ТЭМ18, ТЭМ15 и других, в основе которых лежит конструкция тепловоза ТЭМ2.

Для проведения модернизации на предприятии создано совершенно новое производство, размещенное в одном из реконструированных цехов.

На тепловозе ТЭМ2-УГМК применяется дизель-генераторная установка, состоящая из дизеля QST30-L2 и тягового агрегата ITAG-900/175, смонтированных на общей поддизельной раме.

Дизель QST30-L2 производства компании Cummins Inc (США) имеет мощность 895 кВт (1200 л.с.) при частоте вращения коленчатого вала 1800 об/мин.

Двигатель 4-тактный, 12-цилиндровый, V-образный, с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха.

Рабочий объем дизеля – 30,5 литров, диаметр цилиндров – 140 мм, ход поршней – 165 мм. Частота вращения коленчатого вала на холостом ходу – 650 об/мин. Масса дизеля 3555 кг.

Тяговый агрегат ITAG-900/175 спроектирован и изготавливается компанией Woodward-MEGA (Венгрия), и состоит из размещенных в одном корпусе тягового и вспомогательного генераторов, встроенной выпрямительной установки и вентилятора охлаждения агрегата с индивидуальным приводом.

Тяговый и вспомогательный генераторы являются трехфазными синхронными бесщеточными электрическими машинами с независимым возбуждением.

Мощность тягового генератора – 900 кВт, напряжение на клеммах выпрямительной установки 650/340 В, ток – 1385/2647 А.

Масса тягового агрегата 5800 кг.

На тепловозе устанавливается новая кабина машиниста, изготавливаемая ОАО «НПО автоматики» (г. Екатеринбург).

В кабине по диагонали расположены два одинаковых пульта управления. Пульты управления оснащены многофункциональными цветными дисплеями, позволяющими контролировать работу всех систем и агрегатов тепловоза.

Кабина машиниста оборудована высокопрочными лобовыми стеклами увеличенной площади с электрическим обогревом, стеклоочистителями и стеклоомывателями, обогреваемыми зеркалами обзора состава.

Видимость с рабочего места машиниста значительно улучшена благодаря понижению уровня крыши капотов.

Кабина оснащена кондиционером и двумя калориферами, подогретый воздух от которых по воздуховодам подается в нужные зоны кабины. Для улучшения условий труда локомотивной бригады в кабине также устанавливаются бытовой холодильник и микроволновая печь.

По согласованию с Заказчиком тепловоз может быть оборудован радиостанцией, дополнительными устройствами безопасности и контроля бдительности машиниста.

ТЭМ2 характеристики

ТЭМ2 характеристики. Маневровый тепловоз ТЭМ2 оснащен копотным кузовом из пяти частей и Н-образной рамой. Колесные буксы укомплектованы по два роликовых подшипника. Локомотив оснащен шести цилиндровым четырехтактным дизелем марки ПД1М, мощность которого составляет 1200 лошадиных сил. Частота вращения вала 300-750 об/мин. В движение дизель приводит генератор от АКБ.

Техническая характеристика тепловозов

- Передача мощности электрическая постоянного тока
- Род службы вывозной и маневровый
- Тяговая мощность 883,2(1200) кВт (л.с.)
- Конструкционная скорость100 км/ч
- Сила тяги при трогании с места 362 кН
- Длительная скорость, 11,1 км/ч
- Сила тяги при длительной скорости, кН (кгс) 204 (20 400)
- Наименьший радиус проходимых кривых, м 80
- Ширина колеи, мм 1520, 1435
- Осевая характеристика Зо — Зо
- Габарит 01- Т
- Габаритные размеры тепловоза, мм:
  - длина по осям автосцепок 16 970
  - ширина 3120
  - высота без антенны 4355
  - ” с антенной 5115
- База тележки, мм 4200
- Расстояние между шкворнями тепловоза, мм 8600
- База тепловоза, мм 12 800
- Диаметр колес, мм 1050
- Расстояние от головки рельса до кожуха тягового редуктора, мм 122+-2
- Передаточное число тягового редуктора с номера 028 4,53(68:15) до 4,1(75:17)
- Количество тележек 2
- Буксы роликовые в которых расположены два роликовых подшипника. Расстояние между подшипниками фиксируется дистанционными кольцами. Внутренние кольца подшипников насаживаются в горячем состоянии с натягом и дополнительно крепят стопорными кольцами.
- Подвеска тягового электродвигателя траверсная. Траверсное подвешивание состоит из нижней и верхней балочек с приваренными к ним накладками из стал, цементированных и закаленных. Между которыми расположены четыре пружины, изготовленные из прутка пружинной стали диаметром 21 мм.
- Автосцепные устройства автосцепка СА-3 с поглощающим аппаратом Ш-1-Т (Ш-1-ТМ)
- Служебная масса тепловоза, т. 123,6-3 %(с 2/3 запаса топлива, песка, полным запасом масла и воды)
- Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс) 200± 3 %/ (20 + 3 %)
- Запас:
  - песка, кг 2000
  - топлива, л 5440
  - масла в системе дизеля, л 430
  - воды в системе охлаждения, л 950
- Вместимость запасного масляного бака, л 430

Дизель

- Тип Д50 марки ПД1М, четырехтактный, с непосредственным впрыском топлива, вертикальным расположением цилиндров, водяным охлаждением, газотурбинным наддувом и охлаждением надувочного воздуха
- Номинальная мощность при частоте вращения коленчатого вала 750 об/мин, кВт(л. с.) 883,2 (1200)
- Направление вращения коленчатого вала против часовой стрелки, если смотреть со стороны генератора
- Число цилиндров 6
- Порядок работы цилиндров 1-3-5-6-4-2
- Порядок нумерации цилиндров со со стороны масленого насоса к генератору
- Диаметр цилиндров, 318 мм
- Ход поршня, мм 330 мм
- Степень сжатия 12,5
- Диапазон рабочих частот вращения коленчатого вала дизеля, об/мин 300 — 750
- Топливо дизельное ГОСТ305 — 82 с содержанием серы пе более 1 %
- Масло М14Б ТУ38-101-264-72 или М14В2 ГОСТ 12337 — 84
- Пуск дизеля электрический при помощи тягового генератора, работающего в режиме стартерного электродвигателя, получающего питание от аккумуляторной батареи

Вспомогательное оборудование

Водяная система ТЭМ2 состоит из двух контуров:

Основного контура (контура охлаждения дизеля);

В зависимости от номера выпуска тепловоза, может быть установлено 16 (8 справа и 8 слева) или 12(12 слева) водяных секций для охлаждения горячего контура, а с правой стороны 6 масляных секций и 6 пустых секций.

Дополнительного контура (контура охлаждения надувочного воздуха). Дополнительный контур предназначен для охлаждения воздуха, нагнетаемого турбокомпрессором. Вода из 6 секции дополнительного контура засасывается насосом, размещенным в шахте холодильника. После насоса вода проходит через воздухоохладитель и возвращается снова в секции.

Водяной насос горячего контура центробежного типа. Производительность насоса 90 м /ч при напоре 2 кГс/см и 1780 об/мин.

Водяной насос холодного контура центробежного типа Производительность – 20 м3/ч, при 2900 об/мин

- Вентилятор хололильника:
  - тип осевой
  - диаметр колеса1600 мм;
  - привод от коленчатого вала дизеля через редуктор привода
  - потребляемая мощность 37,5 кВт
  - частота вращения вентиляторного колеса, об/мин 1050
  - подача 130 000 м3/ч

Компрессор

- Тип КТ6
- Число цилиндров:
  - низкого сжатия 2
  - высокого сжатия 1
- Давление воздуха после второй ступени сжатия 0,88 МПа
- Мощность, потребляемая компрессором 42,6 кВт.
- Привод компрессора от вала тягового генератора.

Тормозное оборудование

- Тип тормоза колодочный
- Способ приведения тормоза в действие воздушный и ручной
- Род действия воздушного тормоза автоматический прямодействующий
- Род действия ручного тормоза механический
- Кран машиниста № 394
- Кран вспомогательного тормоза локомотива № 254
- Тип воздухораспределителя №483 или № 270.002
- Число тормозных цилиндров 8
- Число тормозных осей 6
- Тормозные оси ручного тормоза две оси задней тележки

Электрическое оборудование

Тяговый генератор

- Тип ГП-300БУ2, постоянного тока, восьми полюсный, с независимым возбуждением и самовентиляцией
- Мощность 780 кВт
- Напряжение 645 В
- Ток 1210 А
- Частота вращения якоря 750 об/мин

Двухмашинный агрегат

- Мощность 5,6 кВт.
- Напряжение 75В.
- Ток 75 А.
- Вспомогательный генератор
- Мощность 5,75 кВт.
- Напряжение 75 В.
- Ток 77 А.

Тяговый электродвигатель

- Тип ЭДТ-340В, постоянного тока
- Напряжение 220 В.
- Ток 590 А.
- Частота вращения якоря 360 об/мин.

Аккумуляторная батарея

Тип 32-ТН-450, кислотная
Количество аккумуляторов 32
Соединение аккумуляторов последовательное
Емкость 450 А/Ч
Напряжение 64 В
Ориентировочная масса основных узлов тепловоза:
- Рама тепловоза с балластом 18 223 кг;
- Съемная часть кузова над дизелем (капот) 3100 кг;
- Тележка в сборе 23 600;
- Колесная пара 1900;
- Колесная пара с буксами 2440 кг;
- Дизель 17 000 кг;
- Турбокомпрессор ТК-30 460 кг;
- Рама дизеля 4 400 кг;
- Тяговый генератор 4 800;
- Тяговый электродвигатель 3 100 кг;
- Двухмашинный агрегат 400 кг;
- Редуктор вентилятора холодильника 334 кг;
- Редуктор вентилятора(в холодильной шахте) 247 кг;
- Масляная секция 50 кг;
- Расширительный водяной бак 110 кг;
- Компрессор КТ6 650.

ТЭМ2

Тепловоз ТЭМ2

В течение десятой и одиннадцатой пятилеток (1976—1985 гг.) Брянский машиностроительный завод (полное наименование предприятия Производственное объединение «Брянский машиностроительный завод» им. В. И. Ленина) продолжал изготовление шестиосных маневровых тепловозов ТЭМ2, которые впервые выпустил в 1960 г. За годы, предшествующие десятой пятилетке, завод непрерывно совершенствовал конструкцию локомотива, заменяя в процессе выпуска устаревшее оборудование более современным. Так, на тележках стали устанавливаться цилиндрические винтовые пружины между рамами и балансирами, дизель ПД-1 был заменен в 1968 г. дизелем ПД-1М, тяговый генератор ГП-300А генератором ГП-300Б, тяговые электродвигатели ЭД-340В были заменены электродвигателями ЭД-104, затем ЭД-107, ЭД-107А и с 1974 г. электродвигателями ЭД-118А, Все это повышало надежность, долговечность оборудования и экономичность локомотива; он получил широкое распространение не только на магистральных железных дорогах, но и на путях промышленных предприятий страны.

Кроме Брянского машиностроительного завода, в период 1968— 1979 гг. тепловозы ТЭМ2 строил Ворошиловградский тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции.

Тепловозы ТЭМ2 выполнены с кузовами капотного типа, которые более удобны для маневровой работы (лучше обзор путей из кабины машиниста). Все части кузова смонтированы на главной раме, служащей также для передачи продольных сил (тяги и торможения) через автосцепки СА-3, установленные на концах рамы. Части кузова, расположенные над дизелем, съемные, части над аккумуляторным помещением, холодильной и высоковольтной камерами, а также кабина машиниста приварены к раме.

Главная рама опирается на две трехосные тележки, на каждую через четыре плоские скользящие опоры. Тяговое и тормозное усилия от тележек на главную раму передаются через шкворни. Тележки тепловоза выполнены по типу тележек тепловозов М62С и 2М62. Диаметр колес при новых бандажах 1050 мм; редуктор тяговой передачи выполнен односторонним с передаточным числом 68_15=4,53; модуль зубчатых колес. Тепловозы ТЭМ2 с колесными парами, приспособленными для переделки на колею 1435 мм, имеющие увеличенную на 60 мм длину между осями автосцепок (16 970 мм), получили обозначение серии ТЭМ2А.

На локомотиве установлен кран машиниста № 394, воздухораспределитель № 483 (до 1977 г. устанавливался воздухораспределитель № 270-005), кран вспомогательного тормоза № 254 и четыре тормозных цилиндра диаметром 14″ — по два на каждую тележку. Нажатие тормозных колодок на колеса одностороннее.

На главной раме тепловоза смонтирован дизель-генераторный агрегат ПДГ-1М, состоящий из дизеля ПД-1М Пензенского дизельного завода и тягового генератора ГП-300Б Харьковского завода «Электротяжмаш» им. В. И. Ленина.

Тяговый генератор ГП-300Б постоянного тока с независимым возбуждением и самовентиляцией имеет восемь главных и восемь добавочных полюсов. При частоте вращения якоря 750 об/мин он развивает номинальную мощность 780 кВт (напряжение 645/870В; ток 1210/900А); масса генератора 4800 кг. При пуске дизеля генератор, работающий в режиме двигателя, получает питание от аккумуляторной батареи и поэтому имеет пусковую обмотку возбуждения.

Расположение оборудования на тепловозе ТЭМ2:

1 – аккумуляторная батарея; 2 – пульт управления; 3 – двухмашинный агрегат; 4 – камера для электрических аппаратов; 5 – компрессор; 6 – тяговый генератор; 7 – дизель; 8 – резервуар для масла дизеля; 9 – вентилятор холодильника.

Возбудитель тягового генератора МВТ-25/9У2 и вспомогательный генератор МВГ-25/11У2 смонтированы в одном разъемном корпусе двухмашинного агрегата. Якоря двухмашинного агрегата приводятся во вращение от вала тягового генератора через клиноременную передачу; при частоте вращения вала тягового генератора 750 об/мин частота вращения вала двухмашинного агрегата 2000 об/мин. При этом возбудитель развивает мощность 5,6 кВт (напряжение 75В, ток 75 А), а вспомогательный генератор — 5,75 кВт (напряжение 75 В, ток 77 А). Масса агрегата 400 кг.

Тяговые электродвигатели ЭД-118А при работе на тепловозах ТЭМ2 развивают номинальную мощность 105 кВт (напряжение 203/290В, ток 605/424 А); частота вращения якоря при продолжительном режиме 250 об/мин, максимальная частота вращения 2290 об/мин; масса электродвигателя 3100 кг.

Тяговые электродвигатели постоянно соединены по три последовательно, т. е. к генератору присоединены две параллельные цепи электродвигателей. Регулирование скорости движения тепловоза осуществляется с помощью главной рукоятки контроллера машиниста КВП-0854, имеющей нулевую и восемь рабочих позиций. На нулевой, 1-й и 2-й позициях частота вращения вала дизеля 300±15 об/мин, на 3-й — 330+10, на 4-й —400±10, на 5-й —480±10, на 6-и — 570± 10, на 7-й — 650± 10 и на 8-й — 750±5 об/мин. Для более полного использования мощности дизеля предусмотрены две ступени ослабления возбуждения: 48 и 25%.

Для пуска дизеля и питания цепей тепловоза при неработающем дизеле служит кислотная аккумуляторная батарея 32ТН-450 (напряжение 64 В, емкость 450 А- ч).

В передней части тепловоза расположен холодильник, содержащий 18 водовоздушных секций — 12 для охлаждения воды дизеля, 6 для охлаждения воды, отбирающей тепло от наддувочного воздуха. Через секции прогоняется воздух, засасываемый осевым шестилопастным вентилятором, приводимым через редуктор от вала дизеля. Тяговые электродвигатели охлаждаются центробежными вентиляторами, которые приводятся клиноременной передачей от вала дизеля.

Масса тепловоза в рабочем состоянии 120 т. Сила тяги длительного режима при скорости 11,2 км/ч 200 кН (20 400 кгс). Конструкционная скорость тепловоза по экипажной части 100 км/ч, минимальный радиус проходимых тепловозом кривых 80 м. Запасы топлива (5440 кг), масла (430 кг), воды (1050 кг) и песка (2000 кг) позволяют тепловозу не заходить на экипировку в среднем 10 суток.

См. также — Документация по тепловозам ТЭМ2