Наша страна является родоначальником тепловозостроения. Мысль о создании
тепловоза возникла в России в конце прошлого столетия, но только с
установлением Советской власти она была воплощена на практике. По
инициативе В. И. Ленина Совет Труда и Обороны принял постановление от 4
января 1922 г. о постройке опытных тепловозов. Проектирование и
постройка первого дизель-электрического тепловоза мощностью 1000 л. с.
проводилась под руководством проф. Я. М. Гаккеля, технический совет
возглавил Н. Л. Щукин. Строительство тепловоза производилось силами трех
ленинградских заводов «Красный балтиец», «Красный путиловец» и
«Электрик». Для тепловоза проф. Я- М. Гаккель создал конструкцию
специального двигателя, обладающего всеми достоинствами дизеля. В ноябре
1924 г. первый тепловоз был пущен в опытную эксплуатацию. К концу 1932
г. было начато промышленное производство тепловозов марки Ээл.
Тепловозостроение широко стало развиваться в нашей стране после Великой
Отечественной войны. Для производства отечественных тепловозов в г.
Харькове был создан завод, на котором до 1949 г. выпускались тепловозы
ТЭ-1 с электропередачей, мощностью 1000 л. с. С 1949 г. он перешел на
выпуск тепловозов ТЭ-2, мощностью 2000 л. с., а затем и ТЭ-3.
Одновременно создавалась мощная база тепловозостроения, куда вошли ряд
заводов, которые строили тепловозы как для МПС, так и для промышленного
транспорта. Тепловозы широкой колеи выпускали Ворошиловградский,
Муромский, Людиновский, Коломенский тепловозостроительные заводы.
Однако для узкоколейных железных дорог продолжали строить паровозы ПТ-4
(ВП-4, Кч-4), ОП-2. Кроме того, эксплуатировали ранее поставленные
мощные паровозы серии ГР и 157. С прекращением в 1958 г. выпуска
паровозов в ЦНИИМЭ развернулись научно-исследовательские и
проектно-конструкторские работы по обоснованию параметров и разработке
конструкции тепловоза для лесовозных железных дорог колеи 750 мм.
В директивах XX съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного
хозяйства страны на 1956—1960 гг. было дано указание на проведение
технической реконструкции тяги на
железнодорожном транспорте путем широкого внедрения
элек-тро- и тепловозной тяги, что во многом способствовало созданию
тепловозов узкой колеи. Партия и правительство поставили задачу — к 1960
г. повысить грузооборот электровозной и тепловозной тяги до 40—45 %.
В это время у паровозов узкой колеи, работающих на лесовозных дорогах на
дровах, а в торфяной промышленности на угле, отмечалась особенно низкая
экономичность. К преимуществам тепловозов по сравнению с паровозами
можно отнести: более высокий КПД (27%, у паровоза 7%), что уменьшает
расход топлива, при приведении к условному топливу (7000 ккал/ч) почти в
4 раза; небольшой расход воды;
способность работать в 8...10 раз длительнее без дополнительной
экипировки;
меньшее динамическое воздействие на путь за счет уменьшения
инерционности неуравновешенных масс (паровоз имеет дышла, противовесы),
а также за счет лучшей вписываемости в план и профиль пути благодаря
тележечной конструкции экипажной части;
уменьшение износа ходовых частей благодаря тележечной конструкции и
замене подшипников скольжения на подшипники качения;
меньшие затраты на эксплуатацию и ремонт (в 1,5—2 раза); значительное
улучшение условий труда и повышение безопасности работ обслуживающей
бригады.
Первые экспериментальные образцы узкоколейных тепловозов с различными
типами передач были созданы ЦНИИМЭ в 1958 г. (ТУг-4, ТУ™-4, ТУэ-4).
Одновременно ВНИИ торфяной промышленности был изготовлен
экспериментальный образец с электропередачей. Позже на сравнительные
испытания в Крестецкий леспромхоз поступил тепловоз с механической
передачей АЛТИ.
Гипролесмаш разработал первый промышленный тепловоз серии ТУ2М (ТУ2МК) с
дизельным двигателем У2Д6. Однако большого распространения эти тепловозы
не нашли из-за неудачной конструкции силовой передачи, где была
применена дышловая система типа паровозной. В 1956 г. наналось серийное
производство узкоколейных тепловозов ТУ2 с электрической передачей
мощностью 300 л. с. для целинных земель и железных дорог колеи 750 мм
МПС. Однако из-за большой нагрузки на ось эти тепловозы не нашли
широкого применения на промышленном узкоколейном транспорте.
На основании исследований, материалов сравнительных испытаний
экспериментальных образцов с различными передачами (механической,
гидромеханической, гидравлической и электрической), проведенных ЦНИИМЭ,
а также материалов разработок и исследований других организаций (ЦНИИ
МПС, ВНИИТП, ВНИТИ) были обоснованы основные параметры
тепловоза средней мощности, которые затем вошли в
типаж маневровых и промышленных тепловозов узкой колеи, утвержденный
Госкомитетом Совета Министров по автоматизации и машиностроению. Эти
параметры были использованы при создании тепловоза серии ТУ4 конструкции
Гипролесмаш— ЦНИИМЭ, выпуск которых был начат на Камбарском маш-заводе в
1962 г.
Однако с созданием тепловозов ТУ4 проблема перевода УЖД на тепловозную
тягу не была решена полностью. На временных путях (усах) продолжали
работать маломощные, и что самое главное, не отвечающие элементарным
нормам эргономики и санитарии мотовозы различных конструкций,
выпускаемые рядом заводов. Как показали первые годы эксплуатации
тепловозов ТУ4 и технико-экономические расчеты, при больших
грузооборотах дорог (свыше 200—250 тыс. м3 в год) и расстояниях вывозки
свыше 30—35 км для работы на магистралях экономически целесообразно было
применять более мощные тепловозы. Параметры магистрального тепловоза
повышенной мощности были разработаны в лаборатории рельсового транспорта
ЦНИИМЭ и послужили основой для разработки конструкции тепловоза ТУ5,
серийное производство которого началось в 1967 г. Конструкция тепловоза
была настолько удачна, что позволила заводу в короткие сроки
организовать поставку этих тепловозов (марки ТУ5Э) на экспорт. Следует
отметить, что большая часть тепловозов ТУ5Э, несмотря на тяжелые
тропические условия эксплуатации, продолжают работать и в настоящее
время. Многие тепловозы ТУ5 проработали по 12—14 лет и имеют пробег
свыше 600 тыс. км. Поставка их для лесной промышленности была невелика
(около 20 шт.), так как в основном их отправляли на экспорт и в торфяную
промышленность.
Одновременно с серийным выпуском тепловозов ТУ4 и работами над созданием
тепловоза повышенной мощности типа ТУ5 Камбарский завод совместно с
ЦНИИМЭ (к тому времени объединенным с Гипролесмашем) работал над
созданием маневрового тепловоза ТУ6 взамен мотовозов серии МД-54
(ДМ-54-4). В 1965 г. межведомственной комиссией был рекомендован к
серийному производству опытный образец тепловоза ТУ6, изготовленный на
Истьинском машиностроительном заводе. Однако в связи с передачей
изготовления тепловоза ТУ6 Камбарскому заводу возник вопрос унификации
маневрового тепловоза ТУ6 с магистральным тепловозом ТУ5 по основным
сборочным единицам. Надо отметить, что Камбарский завод, привлекая к
работе ряд институтов и проектных организаций, в том числе ВНИТИ,
успешно решил эту сложную конструкторскую задачу. Вместо четырех
разнотипных машин (ТУ5, ТУ4, ТУ6 и МД-54-4) к 1971 — 1973 гг. были
созданы две серии унифицированных до 80 % тепловозов ТУ6А и ТУ7 в двух
модификациях со сцепной массой 20 и 24 т.
Тепловозы ТУ7 и ТУ6А имеют следующие
унифицированные сборочные единицы: кабину, капоты, тележки, осевые
редукторы, большую часть электрооборудования. Удачная конструкция
изолированной кабины позволила впервые в отечественном тепловозостроении
снизить уровень шума в кабине и вибрации на рабочем месте ниже
допускаемых санитарных норм. По всем эргономическим требованиям кабина
тепловоза ТУ7 удовлетворяет нормам и при демонстрации на тематической
выставке по технике безопасности была отмечена серебряной медалью ВДНХ.
Большой вклад в работы по созданию современных тепловозов узкой колеи
внесли ученые и конструкторы С. А. Абрамов, М. И. Бутылочкин, А. Ф.
Подосенов, Л. Н. Козляев, И. П. Матвеев, В. П. Федоров, В. Н. Куракин,
А. И. Логинов и др. На отдельных этапах обоснования основных параметров
и испытаний тепловозов принимали участие авторы этой книги. Большую
практическую помощь и поддержку оказали ученым и конструкторам в вопросе
решения перевода УЖД на тепловозную тягу К. И. Вороницын, А. В. Фролов,
П. Э. Тизенгаузен.
В настоящее время ведутся работы по модернизации тепловозов ТУ7 и ТУ6А.
Опытный образец модернизированного тепловоза ТУ6А серии ТУ8 прошел
комплекс испытаний и в 1983 г. был рекомендован межведомственной
комиссией к промышленному производству. Основное отличие
модернизированного тепловоза от серийного ТУ6А заключается в замене
двигателя устаревшей конструкции ЯАЗ-М204А более мощным и надежным
дизелем HM3-236, кроме того, усилена рама и применены тележки с
повышенным моторесурсом. Применение нового мощного двигателя позволило
увеличить силу тяги и повысить производительность тепловоза на 23%, а
также дало возможность использовать тепловоз на небольших дорогах в
качестве магистрального на вывозке, а не только как маневрового на
вывозке сцепов с усов. Проведена модернизация тепловоза ТУ7 для
повышения надежности его основных узлов и улучшения эксплуатационных
показателей: увеличения моторесурса двигателя, гидропередачи, средней
нормы пробега тележек, улучшения системы управления дизелем и т. п.
Кроме указанных усовершенствований в модернизированном тепловозе
предусмотрено применение штампованных стальных колес повышенной
прочности; бесконтактных уплотнений в соединениях осевого редуктора, что
должно исключить дефекты в этих соединениях: новых опор; двухшарнирной
реактивной тяги улучшенной конструкции; глушителя с искрогасителем,
фрикционных гасителей колебаний, прожекторов новой конструкции с
галогенными лампами; сиденья машиниста с регулируемым подвешиванием и т.
д. В новом тепловозе несколько изменена компоновка машинного помещения с
упорядоченным расположением систем и электрических аппаратов; применен
пульт новой конструкции. Ведутся также работы по модернизации
тепловоза ТУ6А (ТУ8), в первую очередь по применению гидропередачи и
совершенствованию системы управления с двумя пультами.