Главная / Статьи / Опытный теплопаровоз типа 1-4-1

Опытный теплопаровоз типа 1-4-1

Задание на проектирование пассажирского теллопаровоза, выданное НКПС Ворошилов-градскому паровозостроительному заводу, предусматривало, что новый локомотив по своим тяговым качествам должен быть эквивалентен паровозу типа 1-4-2 серии ИС и развивать наибольшую мощность около 3000 л. с. Конструкторское бюро Ворошиловградско-го паровозостроительного завода под руководством инженеров А. С. Близнянского, Д. В. Львова и П. А. Сороки при участии инженера Л. М. Майзеля спроектировало такой теплопаровоз типа 1-4-1. Постройка началась на Ворошиловградском паровозостроительном заводе в июне 1939 г., и через три месяца новый локомотив, получивший порядковый заводской номер 8000, был готов.

С обеих сторон теплопаровоз имел по одному цилиндру диаметром 430 мм с двумя разбегающимися в противоположные стороны поршнями в каждом, работавшими на отбойные валы, соединенные спарниками с движущими осями; диаметр движущих колес, как и у паровоза серии ИС, равнялся 1850 мм, ход поршня — 770 мм. Двумя поршнями каждый цилиндр был разделен на три полости, в которые до скорости 1 5 — 2 5 км/ч подавался для работы только пар. При больших скоростях средняя полость цилиндра начинала работать как в двухтактном двигателе внутреннего сгорания, для чего в нее прекращался впуск пара и впрыскивалось жидкое топливо. В крайние полости при этом продолжал поступать пар. Жидкое топливо в цилиндры подавалось насосами с газовыми толкателями типа Ар-шаулова.

Цилиндры теплопаровоза были выполнены в виде стального блока, охватывавшего рамы, который являлся одновременно межрамным креплением и основанием опоры котла. По условиям габарита впуск пара в цилиндры и выпуск осуществлялись клапанами, управляемыми кулачками.

Основные размеры парового котл а теплопаровоза были такими же, как у паровоза серии Су, но давление пара повысилось (20 кгс/см2) в связи с меньшим диаметром цилиндров машины, и потолок топки был не плоский, а радиальный. Испаряющая поверхность нагрева котла равнялась 199,5 м2, поверхность пароперегревателя — 72,6м2, площадь колосниковой решетки — 4,73 м2.

Колесные пары и спарники на теплопаровозе были выполнены по типу паровозов серии ИС. Передняя и задняя тележки были типа Бисселя. Подача в среднюю полость цилиндра продувочного воздуха при работе ее как в двигателе внутреннего сгорания производиласьтурбовоздухо-дувкой, для которой использовалась турбина вентиляторов тендер-конденсатора паровоза серии СОк.

Масса теплопаровоза в рабочем состоянии составляла около 140 т, сцепная масса — 100 т; конструкционная скорость — 130 км/ч.

Наладочные поездки теплопаровоза проходили на путях завода; 18 октября 1939 г. теплопаровоз совершил поездку от Ворошиловграда до станции Кондрашевской и обратно при работающем двигателе внутреннего сгорания. В ноябре 1939 г. опытный теплопаровоз пробежал около 2000 км на различных участках Северо-Донец-кой и Южной железных дорог, развивая скорость до 100 — 105 км/ч и мощность до 3000 л. с. при скорости 78 км/ч. 7 февраля 1940 г. новый локомотив прибыл с поездом в Москву и был отправлен на экспериментальное кольцо Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта для испытаний. Комиссия, рассматривавшая результаты этих далеко не полных испытаний теплопаровоза, отметила, что Ворошиловградским заводом разрешена сложная техническая задача — создание нового локомотива, работающего по принципу совмещения паровой машины с двигателем внутреннего сгорания.

По данным предварительных испытаний расход топлива теплопаровозом оказался в условиях работы на опытном кольце института в среднем в два раза более низким, чем у паровоза серии ИС. Динамические качества теплопаровоза типа 1-4-1 с отбойными валами комиссия оценила положительно. Выяснить, как ведет себя теплопаровоз на затяжных подъемах при работе только на паре, при опытах не удалось, так как машина имела большие утечки пара и не могла развить достаточную мощность.

Летом 1940 г. теплопаровоз № 8000 был отправлен на Ворошиповградский паровозостроительный завод, где предполагалось провести усовершенствование его конструкции. Но так как для этого требовалось изготовить большое количество новых деталей (колесные пары, цилиндровые блоки, рамы, дышла и т. д.), в результате чего стоимость переделки оказалась бы немногим ниже стоимости постройки нового теплопа-ровоза, было решено ограничиться рядом конструктивных улучшений. Болтовое крепление концевых частей к средней части блока заменили на сварное, изменили конструкцию подшипников отбойных валов, у которых посадочную поверхность сделали шаровой, кулачковое парораспределение заменили обычным золотниковым, сняли лишние трубопроводы и произвели еще ряд работ. Заметно уменьшить нагрузку от колесных пар на рельсы при переделках не удалось.

20 июня 1941 г. теплопаровоз № 8000 прибыл в Москву, приведя из Дебальцево в Люблино поезд массой 900 т. 21 июня 1941 г. теплопаровоз сделал рейс с поездом массой 1100 т по Октябрьской железной дороге от Москвы до станции Бологое и обратно. В дальнейшем он был отправлен на дорогу им. В. В. Куйбышева (управление дороги в г. Куйбышеве) для эксплуатации. Летом

1942 г. теплопаровоз работал на участке Москва— Рязань Московско-Рязанской железной дороги, где водил пассажирские и грузовые поезда. На основании проведенных Научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта замеров расхода топлива было установлено, что средний коэффициент полезного действия теплопаровоза в отдельные поездки достигал 10 — 11 %, несмотря на ограничение скорости движения на участке Москва — Рязань, не позволявшее теплопаровозу реализовать наибольшую мощность и работать на наиболее экономичных режимах.

В 1943 г. инженер Л. М. Майзель предложил увеличить среднее индикаторное давление в цилиндрах машины теплопаровоза, в которых сгорает топливо, дополнительным впуском в них пара после снижения давления газа до котлового. По мысли автора, это должно было не только "пополнить" индикаторную диаграмму, но и создать пару в среде горячих газов идеальные условия, а также несколько охладить среднюю полость цилиндров.

1943 г. на Ташкентской железной дороге, затем при его поездке через Сибирь в Москву и на Московско-Рязанской железной дороге. Дополнительный впуск пара в средние полости цилиндров позволил несколько увеличить скорость движения.

Опытные поездки теплопаровоза типа 1-4-1 были продолжены в мае 1946 г. на участке Москва — Бологое Октябрьской железной дороги. В процессе эксплуатации теплопаровоза с пассажирскими и грузовыми поездами выявился ряд недостатков этого локомотива. Неудовлетворительная конструкция цилиндрового блока приводила к систематическому образованию трещин в стальной втулке, появление которых выключало из работы двигатель внутреннего сгорания; для устранения этого недостатка требовалось заменить цилиндровый блок блоком новой конструкции. Отсутствие буксовых клиньев делало экипажную часть непригодной для рабочей эксплуатации; требовались разборка всего теплопаровоза и изготовление новых полотен рамы. Неудовлетворительная работа воздуходувки требовала изготовления новой, более мощной и надежной. Чрезвычайно высокими оказались нагрузки от колесной пары на рельсы,они превышали 25 тс; этот конструктивный недостаток оказался практически не устраним.

Опытная эксплуатация теплопаровоза показала также, что, несмотря на возможность включения дизеля в работу при 15 — 20 км/ч, практически реализовать совместную работу паровой машины и дизеля на этих скоростях не представляется возможным по причине резкого колебания силы тяги. При выключении же двигателя внутреннего сгорания сильно снижалась тепловая экономичность локомотива и возникала опасность остановки поезда вследствие недостаточной паропроизводительности котла.

Скорость теплопаровоза при движении по рельсам, имевшим массу на 1 м длины 40 — 43 кг из-за высоких нагрузок от колесных пар на рельсы была ограничена 70 км/ч. В 1948 г. пассажирский теплопаровоз был отставлен от работы.




 

Классификация моделей паровозов по странам