Идея использования теплового двигателя на локомотиве возникла в конце 19 в. Предшественники Т. — автодрезины
, мотовозы
,
создававшиеся главным образом для внутризаводских перевозок. Русский инженер В. И.
Гриневецкий
в 1908—12 создал опытный двигатель внутреннего сгорания, приспособленный к переменным нагрузкам, возникающим при работе локомотива. Т. с таким двигателем и прямой передачей был спроектирован, но не был построен. В 1922 Т. оригинальной конструкции с механическим генератором газа предложил советский инженер А. Н. Шелест. (Его идея была осуществлена только в 50-е гг. 20 в. в Швеции.) Первый магистральный Т. (рис. 1
) был создан в СССР в 1924 по проекту Я. М. Гаккеля
.
Наиболее распространены Т. с электрической передачей (рис. 2, 3
), в которых коленчатый вал основного двигателя вращает якорь главного электрогенератора, вырабатывающего электрический ток для питания тяговых электродвигателей. Через зубчатую передачу вращение якорей тяговых электродвигателей передаётся колёсным парам. К экипажной части Т. относятся главная рама, двух-, трёх- или четырёхосные тележки с колёсными парами, буксами и рессорным подвешиванием (см. Подвеска
).
На главной раме Т. располагается кузов. Т. выполняются одно-, двух- и трёхкузовными (одно-, двух- и трёхсекционными). В кузове размещается кабина машиниста, из которой осуществляется управление Т. Машинист при помощи контроллера устанавливает определённую частоту вращения вала двигателя, а изменение режимов работы электрогенератора и тяговых электродвигателей производится автоматически в зависимости от профиля ж.-д. пути. От машинной части кабину обычно отделяет аппаратная камера, в которой размещены приборы и аппараты для выполнения переключений в силовой цепи Т. В машинном отделении, кроме двигателя, находится главный генератор, компрессор, аккумуляторная батарея, фильтры и т. п. Т. — экономичный локомотив, на котором энергия топлива используется примерно в 6 раз эффективней, чем на паровозе. Современные Т. имеют расчётный кпд 28—32%, развивают скорость 120—160 км/ч
и более. Лит.:
Якобсон П. В., История тепловоза в СССР, М., 1960; Тепловоз ТЭЗ, 5 изд., М., 1973; Тепловозы СССР. Каталог-справочник, М., 1974. П. И. Кметик.
Рис. 3. Двухсекционный тепловоз 2ТЭ116 — 001 с двумя дизелями общей мощностью 4400 квт
(6000 л. с.
). Ворошиловград. 1971.Рис. 1. Первый магистральный тепловоз с дизелем мощностью 750 квт
(1000 л. с.
), построенный в СССР в 1924.Рис. 2. Двухсекционный тепловоз 2ТЭ10Л с двумя дизелями общей мощностью 4400 квт
(6000 л. с.
). Ворошиловград. 1962.Тепловозный двигатель
Теплово'зный дви'гатель,
двигатель внутреннего сгорания (дизель
),
устанавливаемый на тепловозе. Отличие Т. д. от стационарных и судовых двигателей состоит в разнообразии режимов работы и частой их смене, что обусловлено различной массой поездов, переменным профилем пути, остановками, разными климатическими условиями (например, температура воздуха изменяется от -50 до 45 °С) и др. причинами. Удельный эффективный расход топлива Т. д. 204— 230г/
(квтxч
)[150—
170г/(л
. с. x ч
)].
Мощность Т. д. магистральных тепловозов достигает 4400 квт (»6000 л. с.
),
наблюдается тенденция к росту мощности до 6000 квт
(»8100 л. с.
). Т. д. присуща высокая степень форсирования по среднему эффективному давлению [ре
= 1,6—2,0 Мн/м2
(pe
= 16—20 кгс/см2
)].
Удельная масса (в пересчёте на эффективную мощность) 3,3—22 кг/квт
(2,4—16 кг/л. с.
).
Максимальная частота вращения коленчатого вала 750—1500 об/мин.
В зависимости от мощности на Т. д. расположены 6—20 цилиндров в 1—2 ряда или V-образно. Отношение хода поршня к диаметру цилиндра 0,9—1,4. Цилиндровую мощность повышают в основном путём увеличения давления наддува
до 0,3 Мн/м2
(3 кгс/см2
) и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха. На маневровых тепловозах устанавливают Т. д. мощностью 550—1400 квт
(750— 2000 л. с.
).
Т. д. характеризуются высокой степенью автоматизации, осуществляемой регуляторами частоты вращения и мощности, регуляторами температуры воды и масла, устройствами защиты от ненормальных режимов эксплуатации. Продолжительность работы Т. д. до первого капитального ремонта — до 35 тысяч ч,
что соответствует пробегу до 1,2 млн. км. Лит.:
Тепловозные двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины, 3 изд., М., 1973. В. А. Дробинский.
Тепловой баланс Земли