Тепловоз ТГМ4

Автор: admin Рубрика: Тепловозы Комментариев нет

Маневренный тепловоз создавался на базе ТГМ3 и ТГМ6А. По сути, этот тепловоз – логическая модификация ТГМ3, только с усовершенствованным дизелем.

6ЧН 21/21 представляет собой устройство с цилиндрическим расположением в ряд. В нем так же установлено водяное охлаждение и холодильник наддувочного воздуха. Водяное охлаждение происходит при помощи турбинового наддува, а запуск осуществляется при помощи электростартера.

Унифицированная гидропередача, установленная на тепловозе осуществляет сразу два способа – поездной и для маневров. На каждом из режимов происходит процесс реверсирования.

Еще одно очень важное устройство – компрессор, ставится ПК-35. Его движение происходит при помощи дополнительно – установленного вала, который распределяет мощность с помощью муфты. Вместо ПК-35 зачастую устанавливается ПК-3,5 аналогичный по свойствам или ВУ 3,5 менее мощный, но не менее производительный.

Кузов ТГМ4 построен по образцу ТГМ3Б с длинной по осям 12600 мм. Тележки сконструированы на базе ТГМ6А. Общая масса ТГМ4 в процессе работы составляет 80 тонн. В ходе манёвров, ТГМ4 работает при скорости 5 км/ч с силой тяги 23000 кгс. В обычном режиме – 15 км/ч с тягой 9000 кгс. Развитие скорости согласно конструкционным данным – 27 км/ч на манёвр и в обычном режиме – 55 км/ч. Не самый быстрый ТГМ4 вывозил большой объем груза на сложных участках путей. На устройстве установлен балласт весом 15 тонн. Ширина колеи стандартная – 1520 мм.

Для работы любого тепловоза, внутри хранится определенное количество топлива. В ТГМ4 умещается 900 кг песка, 2870 кг топлива, 380 кг воды в дизеле для системы охлаждения и масло для дизеля в количестве 255 кг.

Самой популярной и ходовой модификацией ТГМ4 считается ТГМ4А, который был запущен в тестовый режим раньше ТГМ4, в 1971 году. Эта модель уступает мощности своего аналога и тянет только 68 тонн против 80 у ТГМ4. Отличается осевой редуктор.

ТГМ4Б модернизировали более основательно. По составу оборудования, эта модель ближе к ТГМ6Д с дизелем 211ДЗМ. В этой модели изменена конструкционная скорость на 10 км/ч, что привело к увеличению производительности устройства. Всего построено 1079 единиц техники, с 900-х номеров тележки стали выпускаться бесчелюстные.

Префикс «Л» означает легкий. В этой модели уменьшили вес сцепной массы до 68 тонн. Данная модификация производилась в основном на экспорт. В 90-х годах прошлого века, модель претерпела некоторые изменения в строении, благодаря чему, ТГМ4Бл способен работать в разных климатических условиях. Это позволило реализовывать устройства в разные страны.

Маневренность этой модели позволяет без труда проходить повороты небольшого радиуса. Тележки крепятся при помощи рессорного подвешивания. Тормоз установлен механический с ручной системой. Машинное отделение снабжено двухстворчатыми дверями и крышей на съемном механизме, которые позволяют беспрепятственно попадать в машинное отделение в ходе ремонта, осмотра.

Кабина машиниста создана в соответствии с ГОСТ 70-х годов. Шум и вибрация в кабине сведены к минимуму, санитарные нормы соблюдены. Все приборы по управлению тепловозом расположены в соответствии с удобством использования их машинистом. Управлять устройством машинист может в одиночку. Все необходимые руководства к действиям отображаются световыми сигналами на приборной доске.

Дальнейшие модификации тепловоза были признаны нерентабельными и разработчики пошли дальше, к следующим моделям с иными характеристиками. В целом, включая все модели, было выпущено порядка 5000 единиц ТГМ4. Все модели этого тепловоза исправно функционировали на железной дороге, к ремонту приходилось обращаться крайне – редко, в основном все поломки легко можно было устранить в процессе эксплуатации.

Тепловоз тгм6А

с a
я v ® в* ич* я о о к x о и m « чся по следующей схеме: дизель, эластичная муфта, гидропереда­ча, карданные валы, осевые редукторы, колесные пары. Преобра­зование момента происходит в унифицированной гидропередаче и осевых редукторах. Колесная пара получает вращение от осе­вого редуктора через осевую шестерню. Вес тепловоза на колес­ные пары передается через малогабаритные роликовые буксы, подшипники которых смазываются консистентной смазкой.

Кузов тепловоза капотного типа, защищающий расположен­ные в нем узлы и агрегаты от пыли, дождя, снега, включает в себя кабину машиниста, кузов машинного помещения, приварен­ные к раме кузова аккумуляторного помещения и холодильной камеры. Машинное помещение оборудовано высокими дверями, удобными для обслуживания дизеля и других агрегатов и узлов тепловоза. Кузов аккумуляторного помещения имеет крышу и люк. Чтобы вынуть расположенный в кузове контейнер с аккуму­ляторами, необходимо снять крышу, а для выемки отдельных банок аккумуляторов достаточно снять люк. Кузов машинного по­мещения имеет съемную крышу с семью люками. Для выемки дизеля и УГП крышу необходимо снять; для выемки прочих аг­регатов достаточно снять люки и съемные арки в крыше.

Кабина машиниста, установленная на раме на резиновых амортизаторах, соединена с аккумуляторной камерой через рези­новые прокладки. Это, а также применение специальной изоляции позволили снизить уровень шума в кабине.

В кабине машиниста установлены: стационарный пульт, с которого ведется управление тепловозом и наблюдение за при­борами, контролирующими работу силовых установок; перенос­ный пульт со стороны помощника машиниста для удобства управ­ления тепловозом на маневрах; шкафы для электроаппаратуры и одежды. В кабине имеются также умывальник, шкаф для продук­тов, ручной тормоз, система бдительности. Кабина машиниста оборудована вентиляционной установкой, калорифером, обогре­вателями пола, холодильником пищи, местом под установку радио­станции.

В машинном помещении расположены: двигатель, гидропере­дача, компрессор, вспомогательный генератор и ряд других вспо­могательных механизмов.

На тепловозе установлен восьмицилиндровый, четырехтакт­ный нереверсивный двигатель типа ЗА-6Д49 с газотурбинным над­дувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Но­минальная мощность дизеля при нормальных условиях 1200 л. е. номинальная частота вращения коленчатого вала 1000 об/мин. Система охлаждения дизеля — водяная принудительная двухкон- турная (по замкнутым контурам), а система смазки — циркуля­ционная под давлением.

Унифицированная многоциркуляционная гидродинамическая передача мощностью 1200 л. с. с параллельной системой охлаж­дения масла связана с дизелем эластичной муфтой. От гидропере­дачи вращающий момент передается через карданную передачу и

осевые редукторы на все четыре оси тепловоза. Карданные валы выполнены с неразъемными головками. Осевые редукторы унифи­цированные, с коническими посадками шестерен и фланцев и при­нудительной смазкой.

На тепловоз устанавливают компрессор марки ПК-5,25 (двух­ступенчатый с тремя цилиндрами низкого давления и тремя ци­линдрами высокого давления) или марки ПК-35М (двухцилиндро­вый двухступенчатый с промежуточным охлаждением воздуха). Расположение цилиндров У-образное, направление вращения — по часовой стрелке (смотреть со стороны привода). Привод комп­рессора — через гидромеханический редуктор с муфтой перемен­ного наполнения, поддерживающая близкую к номинальной часто­ту вращения вала компрессора на всех режимах работы дизеля.

Вспомогательный генератор приводится во вращение через механический редуктор от входного вала гидропередачи и служит для питания цепей управления и освещения, а также для подза­рядки аккумуляторных батарей.

В передней части тепловоза расположен холодильник, состоя­щий из водяных секций, вентилятора с гидродинамическим приво­дом и системой автоматики. Холодильная установка тепловоза двухконтурная: основной контур охлаждения воды дизеля и мас­ла УГП и дополнительный — контур охлаждения наддувочного воздуха и масла дизеля. Теплообменник для охлаждения масла дизеля навешен на дизель. Автоматика обеспечивает своевремен­ное открытие жалюзи, включение и отключение вентилятора.

Перед кабиной машиниста размещена аккумуляторная каме­ра, в которой батареи установлены в два яруса, чем обеспечива­ется удобный доступ при их обслуживании. Аккумуляторная бата­рея служит для запуска дизеля, питания цепей управления, осве­щения и питания электродвигателей при неработающем дизеле.

Тепловоз имеет два топливных бака (левый и правый), под­вешенных в средней части. Забор топлива происходит из левого бака. В раме тепловоза расположены четыре бункера для песка.

Тепловоз оборудован автоматическим и ручным тормозом, по­жарной сигнализацией, установкой пожаротушения, пневматичес­кими стеклоочистителями, приводом для расцепки автосцепки из кабины машиниста, воздушной систе'мой для разгрузки самораз­гружающихся вагонов, системой бдительности машиниста и дру­гими устройствами, облегчающими его эксплуатацию и повыша­ющими безопасность движения.

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОВОЗА

Номинальная мощность по дизелю, л. с.

80 40
Конструкционная скорость на режиме, км/ч.

маневровый и вывозной

Охлаждающая секция водяная

Эластичная муфта соединения днзеля и гид-

132 52 464 62 74 120 22

3. ДИАГРАММА РАВНОВЕСНЫХ СКОРОСТЕЙ

Вес и скорость поездов являются важнейшими показателями работы железных дорог. Локомотив данной мощности может вес­ти составы разного веса со скоростью, соответствующей этому ве­су и профилю пути. Диаграмма равновесных скоростей (рис. 3) призвана помочь машинистам более грамотно эксплуатировать тепловозы и повысить производительность труда. Диаграмма по­зволяет решать ряд тяговых задач:

1) по известному весу состава и руководящему подъему опре­делить равновесную скорость;

Ятёной режим Маневровый режим

If 15 гвг5 15 20 15 10

Рис. 3. Диаграмма равновесных скоростей

1. 
   по установленной скорости на руководящем подъеме опре­делять вес состава;
   
2. 
   определять максимальный вес состава при трогании с мес­та на различных подъемах.
   

Диаграмма равновесных скоростей построена для одной сек­ции тепловоза ТГМ6А, однако ею можно пользоваться и для двух секций, если иметь в виду, что масштаб веса состава при этом уменьшается в два раза (вместо 500—1000 т, вместо 1000— 2000 тит. д.).

1. 
   Определить равновесную скорость поезда на руководящем подъеме г = 94%₀. если вес состава Q = 1000 т, режим работы поездной.
   

1. 
   Определить максимальный вес состава, который тепловоз может стронуть с места на подъеме I=60%о при нормальных условиях сцепления колес с рель­сами, режим работы маневровый.
   

4. СИЛОВАЯ УСТАНОВКА

Силовая установка тепловоза включает в себя дизель, гидро­передачу и эластичную муфту шинного типа между дизелем и гидропередачей.

Дизель представляет собой четырехтактный восьмицилиндро­вый V-образный двигатель с газотурбинным наддувом и охлажде­нием наддувочного воздуха. Остовом дизеля служит сварно-литой стальной «сухого» типа блок цилиндров, закрытый снизу сталь­ной сварной ванной для сбора масла. В отверстия блока встав­лены втулки цилиндров с рубашками. Между поверхностями ру­башки и втулки образована полость охлаждения.

На переднем торце дизеля расположены турбокомпрессор, ох­ладитель воздуха, привод насосов, насос масла, два насоса во­ды, насос подачи топлива, а также выходной вал отбора мощно­сти для вспомогательных нужд.

На заднем торце дизеля (со стороны фланца отбора мощно­сти) расположены привод распределительного вала, привод меха­низма уравновешивания и валоповоротный механизм.

Система охлаждения дизеля водяная принудительная двухкон- турная с охлаждаемыми водой коллекторами. Система смазки ди­зеля циркуляционная под давлением.

Для очистки воздуха, поступающего в турбокомпрессор ди­зеля, на кузове машинного помещения установлен масляный воз­духоочиститель.

С левой стороны дизеля расположены выпускной коллектор, всережимный регулятор, пусковой и электропневматический сер­вомоторы, тахометр и его привод, фильтры тонкой очистки топли­ва, а с правой — выпускной коллектор, теплообменник масла, центробежный фильтр и стартер.

Дизель установлен на раме тепловоза на четырех резино-ме- таллических амортизаторах, которые служат для уменьшения передачи вибрации и шума от дизеля к раме тепловоза. Выпуск­ная труба дизеля с асбестовой теплоизоляцией прикреплена к вы­пускному патрубку турбокомпрессора.

Подробные сведения по устройству и работе узлов дизеля при­ведены в Техническом описании и инструкции по эксплуатации дизеля ЗА-6Д49, входящем в комплект технической документации тепловоза ТГМ6А.

На тепловозе установлена многоциркуляционная гидромеха­ническая передача с параллельной системой охлаждения масла, которая обеспечивает трансформацию (изменение) момента дизе­ля в период трогания и разгона тепловоза, плавное автоматичес­кое изменение силы тяги и скорости в зависимости от веса поезда и профиля пути. Принципиально она состоит из трех частей: ме­ханической, гидравлической и системы автоматического управле­ния. Гидравлическая часть передачи состоит из двух трансформа­торов и гидромуфты, включение которых производится путем поочередного заполнения их рабочей жидкостью (маслом), а от­ключение — опорожнением. В механическую часть входят переда­чи: повышающая, первой и второй ступеней скорости, реверс-ре- жимная и для приводов вспомогательных механизмов. Система автоматического управления, основными узлами которой являются золотниковая коробка и электрогидравлические вентили, обеспечи­вает выбор и включение наиболее экономически выгодной ступе­ни скорости в зависимости от сопротивления движению и частоты вращения вала двигателя. При этом обеспечивается наиболее полное использование мощности дизеля на любой заданной пози­ции контроллера.

Гидропередача имеет общую принудительную систему смазки частей механической, гидравлической и узлов системы управле­ния. В качестве смазки используется рабочая жидкость гидроап­паратов.

Подробные сведения по устройству и работе узлов гидропере­дачи приведены в Техническом описании и инструкции по эксплу­атации унифицированной гидропередачи, входящем в комплект техдокументации тепловоза.

4.3. Муфта эластичная главного привода и ее установка

Муфта предназначена для передачи вращающего момента от дизеля к гидропередаче. Упругий элемент муфты (резино-кордная оболочка) обеспечивает низкий уровень динамических нагрузок от крутильных колебаний в элементах гидропередачи и муфте в диапазоне 420—1000 об/мин.

Рнс. 4. Муфта эластичная: / — болт; 2 — фланец; 3 — фланец разрезной; 4 — резино-кордная оболочка; 5 — винт; 6 — планка соединительная; 7 — кольцо регулировочное; S — штифт; 9 — проволока; 10 — груз балансировочный

Рнс, 5. Установка эластичной муфты: 1, 3, 10 — болты; 2 — штифт; 4, 9

планка ограничительная; 5, 7 — переходники;

6 — муфта эластичная; 8 — штифт

Муфта (рис. 4) состоит из двух наружных фланцев 2 и двух внутренних разрезных фланцев 3, имеющих общую посадочную поверхность резино-кордной оболочки 4.

По внутреннему диаметру резино-кордная оболочка во флан­цах устанавливается с зазором для возможности центровки ее по наружному диаметру относительно посадочной поверхности (018ОА₃ ).

Разрезные фланцы 3 внутри оболочки соединены планками6 при помощи винтов 5. Планки обеспечивают удобный монтаж раз­резных фланцев и положение их в одной плоскости.

Болтами 1 бортовую часть оболочки зажимают во фланцах на '/з толщины бортовой части оболочки. Эту толщину регулируют кольцами 7. Равномерность затяжки оболочки контролируют за­мером размера Г. Штифты 8 исключают взаимное перемещение фланцев2, 3.

Установка эластичной муфты показана на рис. 5. Переходник 7 соединен с фланцем дизеля болтами 10 и двумя штифтами 8. Переходник 5 прикреплен к фланцу гидропередачи болтами /•

Муфта эластичная6 связана с переходниками болтами 3 и че­тырьмя штифтами (по два с каждой стороны). Ограничительные планки4 и болты10 предохраняют штифты от выпадания.

5. СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЯ 5.1. Водяная система

Эта система (рис. 6) имеет два контура циркуляции: основной «горячий» и дополнительный «холодный». Основной кон­тур: насосом22 вода нагнетается в дизель и турбокомпрессор для охлаждения цилиндров и газовой полости. Вода из дизеля и тур­бокомпрессора поступает в секции холодильника основного кон­тура19, 21, откуда уже охлажденная подается в маслоохлади­тель гидропередачи 21. Охладив масло гидропередачи, вода посту­пает во всасывающую полость водяного насоса22 основного кон­тура.

Дополнительный контур: насосом 31 вода нагнета­ется в холодильник наддувочного воздуха 33, охлаждает надду­вочный воздух и поступает в охладитель масла дизеля 34. Ото­брав тепло в холодильнике наддувочного воздуха и в маслоохла-

Трубопровод охлаждения ЩШ1) 33

поВпиточный и сливной Йароотводь 1

При работе дизеля

При прогреве от внешнего источника

Рис. 6. Схема водяной системы:

1, 32, 40 — краники; 2, 4, 7, 8, 20, 23, 24, 25, 29, 30, 36, 37, 38 — вентнлн; 3, 6, 18, 26 — соединительные головкн; 5 — топливоподогреватель; 9(1)—9(2) — грибки под ртутные термометры; 10(1)

10(2) — грибок для периодического замера давления; 11(1)—11(2) — термометр дистанционный; 12 — стекло водомерное; 13 — датчик-реле уровня- 14 — крышка с паровоздушным клапаном; 15 — горловина заправочная; 16 — расширительный водяной бак; 17(1)—1 7(7) — датчик термореле; 19, 27 — секция холодильника основного контура; 21 — маслоохладитель гидропередачи; Л — водяной насос основного контура; 28 — секции холодильника дополнительного контура; 31 — во­дяной насос дополнительного контура; 33 — холодильник наддувочного воздуха; 34 — маслоохладитель дизеля; 39 — калорифер; 41(1)—41(2) — пробка для выпуска воздуха;

42(1)—42(2) — обогреватель пола кабины машиниста

дителе, вода поступает в секции холодильника дополнительного контура28,затем во всасывающую полость насоса31.

Температура воды дизеля контролируется по дистанционному термометру11(1),датчик которого установлен в основном конту­ре на выходе из дизеля, а указатель — на пульте кабины. Для управления жалюзи холодильника на трубопроводе основно­го контура установлены датчики17(1)—17(4)термореле, которые служат для включения жалюзи, включения вентилятора на 50 и 100% мощности, а также сигнализации перегрева воды дизеля.

Для контроля температуры воды в дополнительном контуре перед входом в холодильник наддувочного воздуха имеется дис­танционный термометр11(2),указатель которого расположен на пульте машиниста. Кроме того, на трубопроводе дополнительно­го контура, выходящем из холодильника, установлены датчики17 (5), 17 (6), 17 (7)термореле, которые служат соответственно для автоматического включения жалюзи, включения вентилятора на 50% мощности и полную мощность. Для замера температуры воды установлены грибки9 (1), 9 (2)под ртутные термометры, а для замера давления — грибки 10 (1), 10 (2).