Тепловоз ТЭМ7
В соответствии с техническим заданием Министерства путей сообщения, Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения и Министерства электротехнической промышленности на Людиновском тепловозостроительном заводе под руководством главного конструктора завода В. Н. Логунова в 1973 г. были впервые в Советском Союзе разработаны технический проект и рабочие чертежи маневрововывозного восьмиосного однокузовного тепловоза с дизелем мощностью 2000 л. с. Этот тепловоз предназначен для вывозной работы и маневровой работы на станциях, в том числе на сортировочных горках, с составами, вес которых требует локомотивов с тяговым усилием на 40—50% выше, чем у шестиосных маневровых тепловозов, например, ТЭМ1 и ТЭМ2. По этому проекту в 1975 г. завод изготовил первые два тепловоза, получившие обозначение ТЭМ7.
Кузов тепловоза капотного типа состоит из главной рамы, помещений для аккумуляторной батареи, высоковольтной камеры и холодильника, приваренных к раме, а также кабины машиниста и съемных частей кузова машинного отделения. Силовая установка 2-26ДГ (дизель и тяговый генератор) и все основное оборудование смонтированы на главной раме. На концах рамы установлены автосцепки типа УВЗ или СА-3.
Экипажная часть тепловоза состоит из четырех одинаковых бесчелюстных тележек с поводковыми роликовыми буксами. Рамы тележек опираются на буксы через цилиндрические пружины. На каждые две соседние тележки с помощью маятниковых подвесок опирается промежуточная сварная рама, имеющая шкворневую балку. Кузов тепловоза № 0001 опирается на промежуточные рамы через боковые пневматические рессоры, а на тепловозе № 0002 — через винтовые пружины. Тяговое усилие от двухосных тележек на промежуточную раму передается через наклонные тяги и рычажные механизмы, а от промежуточных рам к кузову — через шкворни. Принятая схема подвешивания кузова рассчитана на прохождение тепловозом неровностей пути и вписывание в кривые радиусом 80 м. Статический прогиб рессорного подвешивания тепловоза № 0001 176 мм, из них 56 мм приходятся на первую ступень (пружины тележек).
Бандажные колеса имеют диаметр 1050 мм. Редуктор тяговой передачи односторонний с упругими зубчатыми колесами; передаточное число редуктора 75:17=4,41. К каждому колесу прижимаются две тормозные колодки (по одной с каждой стороны). На тележках установлено по два тормозных цилиндра диаметром 10". Тепловоз оборудован краном машиниста № 394, двумя кранами вспомогательного тормоза № 254 (со стороны машиниста и со стороны помощника, где имеется переносной пульт для управления тепловозом), воздухораспределителем № 270-005-1 и автоматической локомотивной сигнализацией АЛСНВ-ЭП.
На тепловозе установлен четырехтактный V-образный двенадцатицилиндровый дизель 2-2Д49 (12ЧН 26/26), имеющий газотурбинный наддув и охлаждение наддувочного воздуха; диаметр цилиндров дизеля и ход поршня 260 мм. Номинальная мощность дизеля при частоте вращения вала 1000 об/мин 2000 л.с; расход топлива при номинальной мощности 153—160г/(э.л.с- ч). Масса дизеля 14 200 кг. Регулирование мощности дизеля осуществляет объединенный регулятор, позволяющий использовать всю свободную мощность дизеля до конструктивной скорости тепловоза.
Расположение оборудования на тепловозе ТЭМ7:
1 – гидроредуктор привода вентилятора; 2 – вентилятор; 3 – дизель; 4 – тяговый генератор; 5 – вентиляционный агрегат; 6 – мотор-компрессор; 7 – камера для электрических аппаратов; 8 – пульт управления; 9 – аккумуляторная батарея.
Система охлаждения дизеля двухконтурная. В первом контуре, включающем 12 водовоздушных секций холодильника, охлаждается вода дизеля; во втором, имеющем 18 секций,— вода, охлаждающая масло дизеля в теплообменнике, и наддувочный воздух в воздухоохладителе.
На тепловозе ТЭМ7 применена (впервые на маневровых тепловозах) электрическая передача переменно-постоянного тока. Тяговый генератор ГС-515, спроектированный и изготовленный Харьковским заводом «Электротяжмаш», представляет собой синхронную двенадцатиполюсную машину с принудительной вентиляцией. Его номинальная мощность 1310 кВт; напряжение 273/153В, ток 2X1520/2X2700 А; частота вращения ротора 1000 об/мин; коэффициент полезного действия 94,5%. По габаритам этот генератор не отличается от генераторов ГС-501А тепловозов ТЭ109 и ТЭ116, но на 500 кг легче последних. Обмотка статора генератора выполнена по схеме двух звезд. Вал генератора соединен с валом дизеля пластинчатой муфтой. Питание обмотки возбуждения ротора генератора осуществляется через выпрямитель от синхронного возбудителя ВС-650 В. Выпрямительная установка УВКТ-8У2, изготовленная Таллиннским электротехническим заводом, собрана из 168 вентилей ВЛ-200-6Б. Тяговые электродвигатели ЭД-120, изготовленные Харьковским заводом «Электротяжмаш», четырехполюсные, имеют опорно-осевую подвеску, последовательное возбуждение и принудительную вентиляцию. Их номинальная мощность 135 кВт (напряжение 205/360В, ток 800/456 А, частота вращения якоря 246/1890 об/мин), максимальная частота вращения 2320 об/мин. Масса электродвигателя 3000 кг.
Цепи управления и освещения питаются постоянным током напряжением 110В. Цепи управления рассчитаны на работу тепловозов по системе многих единиц. Контроллер машиниста имеет реверсивную рукоятку с положениями «вперед», «нуль», «назад» и главную с нулевой и восемью (1—8) рабочими позициями. Двухступенчатый шестицилиндровый компрессор ПК-5,25 производительностью при частоте вращения вала 1000 об/мин 3,5 м3/мин приводится электродвигателем постоянного тока ЭКТ-3 мощностью 21 кВт.
Для пуска дизеля, зарядки аккумуляторной батареи, питания цепей постоянного тока, в том числе электродвигателя ЭКТ-3, служит стартер-генератор СТГ-7М. На тепловозе установлена кислотная аккумуляторная батарея 48ТН-450 (напряжение 96 В), которая может быть заменена щелочной батареей 68ТПЖНК-250.
Сила тяги длительного режима при скорости 10,3 км/ч 343 кН (35 000 кгс). Конструкционная скорость тепловоза 100 км/ч. Служебная масса тепловоза с ⅔ запаса песка и топлива 180 т, т. е. нагрузка от колесной пары на рельсы составляет 22,5 тс. На тепловозе уложен балласт в виде чугунных плит общей массой 25 т, из которых 12 т съемные; следовательно, возможно снижение нагрузки от колесной пары на рельсы до 21 тс с соответствующими изменениями номинальных значений силы тяги длительного режима [до 314 кН (32 000 кгс)] и скорости (до 11,6 км/ч). Запас топлива на тепловозе 6000 кг, песка 2300 кг, воды 950 кг и масла 800 кг.
После 1975 г. Людиновский тепловозостроительный завод продолжал изготовление тепловозов ТЭМ7 по нескольку единиц в год. В период 1977—1980 гг. ВНИИЖТ совместно с ВНИТИ и Людиновским заводом провели комплекс исследований и поездных испытаний тепловозов ТЭМ7, которые позволили несколько улучшить конструкцию экипажной части. Основные эксплуатационные испытания тепловозов проводились на Свердловской железной дороге. В депо Свердловск-Сортировочный поступили к 1981 г. шесть тепловозов ТЭМ7, а в 1982 г. все ранее работавшие на маневрах тепловозы ТЭЗ были заменены тепловозами ТЭМ7.
Тепловозы ТЭМ7, начиная с № 0003, выпускались только с винтовыми пружинами между рамой кузова и промежуточными рамами. Параллельно этим пружинам были поставлены гидравлические гасители колебаний. При внесенных в конструкцию тепловоза изменениях общий прогиб рессорного подвешивания составил 172 мм, из которых на первую ступень пришлось 46 мм.
На тепловозах ТЭМ7, начиная с № 0003, установлен тяговый генератор ГС-515У2, имеющий активную мощность 1400 кВт (напряжение 280/175В, линейный ток 2X1570/ 2X2500 А) и частоту тока 100 Гц при частоте вращения вала 1000 об/мин; поставлен стартер-генератор 2ПСГ-02; из первого контура системы охлаждения дизеля исключена одна секция радиатора (осталось 11 секций) и добавлена во второй контур (стало 19 секций); начали устанавливать тяговые электродвигатели ЭД-120А, отличающиеся от электродвигателей ЭД-120 только изоляцией отдельных узлов; изменилось количество воды (850 кг) и масла (970 кг) в системе охлаждения дизеля.
Во время испытаний тепловозов выявилось, что для быстрого наполнения тормозной системы состава производительность компрессора недостаточна. В порядке эксперимента на тепловозе ТЭМ7-0017 были установлены два компрессора ПК-5,25.
В мае 1980 г. Людиновский завод начал выпуск установочной партии тепловозов ТЭМ7; эти локомотивы строились в течение всей одиннадцатой пятилетки (1981 — 1985 гг.) и продолжали строиться в дальнейшем.