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 маневрово-вывозного
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 (рис. 97 и 98).
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 тор-мозные
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 четырех-
тактный 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—160 г/(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.
Рис. 98. Расположение оборудования на тепловозе
ТЭМ7:
1—гидроредуктор привода вентилятора; 2— вентилятор; 3—дизель; 4—тяговый
генератор; 5 — вентиляторный 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 переменнопостоянного 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 273/153 В,
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 205/360 В, 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 110 В. 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
2/3 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 совместо с ВНИТИ и Людиновским заводом провели
комплекс исследований и поездных испытаний тепловозов ТЭМ7, которые
позволили не-
сколько улучшить конструкцию экипажной части.
Основные эксплуатационные испытания тепловозов проводились на
Свердловской железной дороге. В депо Свердловск-Сортиро-вочный 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 280/175 В,
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.