КОЛОМЕНСКИЙ ТЕПЛОПАРОВОЗ

  Под редакцией заслуженного работника транспорта РСФСР, инженера путей сообщения В. РАКОВА
  Коллективные консультанты:
  Ленинградский музей железнодорожного транспорта, Московский клуб железнодорожного моделизма.

  До 40-х годов магистральный локомотив будущего представлялся инженерам тяги как тепловоз непосредственного действия. По аналогии с паровозом привод движущих колесных пар такой машины хотели осуществить через шатунный механизм. Однако этому простому решению сопутствовал недостаток: дизель начинал работать при частоте вращения коленчатого зала не менее 120 об/мин, а это достигалось лишь при скорости локомотива не менее 10 км/ч.

  Большинство разработчиков проекта новой машины склонялось к мысли о разгоне тепловоза вместе с составом. Энергию для приведения состава в движение предполагали заранее аккумулировать или получать с помощью вспомогательного двигателя.

  За решение проблемы взялись многие инженеры и конструкторы. Развитие их идей шло по трем основным направлениям. Первые два объединяла мысль о подаче в цилиндры дизеля сжатого воздуха, запасаемого в особом резервуаре или вырабатываемого вспомогательным дизель-компрессором. Предлагали, наконец, применить для разгона состава паровой котел и паровую машину. Представители этого третьего направления считали, что дизель и паровая машина смогут работать как порознь, так и совместно. Именно такой локомотив назвали теплопаровозом. Его опытный образец в 1935 году предложил построить студент Московского электромеханического института инженеров транспорта Л.М.Майзель. Научно-технический совет НКПС одобрил его предложение и поручил НИИ железнодорожного транспорта разработать технический проект.

  В 1939 году проектирование грузового теплопаровоза продолжалось на Коломенском машиностроительном заводе имени В. В. Куйбышева. Ведущими конструкторами разработки были инженеры Л.С.Лебедянский, М.Н.Щукин, А.И.Козякин.

  Локомотив изготовили всего за 5 месяцев. Его обозначили ТП1-1 (теплопаровоз, первый вариант, № 1). Первую поездку он совершил по маршруту Голутвин - Луховицы 26 декабря 1939 года.

  Коломенский теплопаровоз представлял собой уникальную машину, не имевшую аналогов за рубежом. На ней провели экспериментальную проверку многих оригинальных агрегатов и технических решений.

  С каждой стороны локомотива разместили по два цилиндра, расположенных один над другим. В каждом перемещались во встречных направлениях два поршня, разделяя внутреннее пространство на три рабочие полости. При разгоне все цилиндры работали как паровая машина. Когда скорость теплопаровоза достигала 15 - 25 км/ч, подача пара в средние полости прекращалась, а вместо него из газогенераторов начинала поступать смесь воздуха и горючего газа. Газогенераторов было пять, размещались они на тендере, их часовая производительность достигала 4800 м³. С помощью паровой турбины мощностью 300 л. с. каждую минуту в них нагнеталось около 200 м³ воздуха. Твердое топливо подавалось из угольных ям винтовыми конвейерами.

  Газ сначала использовали для подогрева питавшей паровой котел воды. С этой целью газ пропускали по трубам котлов-утилизаторов, где он охлаждался с 700 до 200°С, а затем, миновав фильтр грубой очистки, поступал в калорифер и фильтр тонкой очистки. В результате газ полностью освобождался от угольной пыли и остывал до 100°С. В таком состоянии он смешивался с наддуваемым в средние полости цилиндров воздухом и после сжатия воспламенялся искрой свечи.

  Что касается пара, то, отработав в цилиндрах, он конденсировался в воду, которая снова поступала в паровой котел. Пароконденсаторы также располагались на тендере, в его задней части.

  Паровой котел с пароперегревателем, дымосос, газовый водоподогреватель, механизированный углеподатчик, пароконденсаторы - все это конструкторы ТП1-1 позаимствовали у лучших паровозов. Газовый двигатель внутреннего сгорания с наддувом и движущимися встречно поршнями, угольный газогенератор были элементами, взятыми от наиболее совершенных тепловозов того времени. Усилие тяги от штоков поршней передавалось двум отбойным валам, а от них дышлами на шатунные механизмы движущих колесных пар.

  В июне 1940 года ТП1-1 поступил на испытательное кольцо НИИ железнодорожного транспорта.

  За четыре месяца машина совершила 78 поездок и прошла около 2000 км. Во время испытаний обнаружилось, что при скорости около 40 - 45 км/ч горючая смесь дает преждевременные вспышки. Этот недостаток коломенцы вскоре устранили, снизив степень сжатия в средней полости цилиндров.

  В 1939-1941 годах созданием опытных локомотивов того же типа занимались также конструкторы Ворошиловградского паровозостроительного завода, в том числе Л.М.Майзель. Проектированием руководили инженеры А.С.Близнянский, Д.В.Львов, П.С.Сорока. В июне 1939 года ворошиловградцы выдали рабочие чертежи пассажирского теплопаровоза с осевой формулой 1-4-1, равного по мощности паровозу серии ИС. Новую машину изготовили всего за три месяца. Ей присвоили номер 8000. Наладочные поездки провели на путях завода, причем только в декабре 1939 года локомотив пробежал около 2000 км. В конце 1940 года приступили к проектированию грузового теплопаровоза с осевой формулой 1-5-1, равного по мощности паровозу серии ФД. Этот опытный образец изготовили в июне 1941 года и обозначили 8001.

  В отличие от ТП1-1 на ворошиловградских локомотивах для двигателей внутреннего сгорания использовали не газ, а дизельное топливо. Оно впрыскивалось в среднюю полость цилиндров и самовозгоралось в сжатом воздухе. Машина № 8000 прошла испытания в НИИ железнодорожного транспорта и находилась в опытной эксплуатации до 1948 года, № 8001 испытывалась только на заводе-изготовителе.

  В 30-е годы необходимость постройки теплопаровозов обосновывали достаточно высоким КПД - до 16% по расчетам и 11% в испытательных поездках, тогда как у паровозов он составлял всего 6-7%. Принимали во внимание и возможность изготовления новых машин на паровозостроительных заводах. Но в послевоенное время отечественная промышленность освоила серийный выпуск тепловозов с электрической передачей. Их КПД в наивыгоднейших режимах работы достигал 26-27%. Строить наряду с ними менее экономичные локомотивы стало делом нерентабельным. Это и решило судьбу теплопаровозов, хотя с технической точки зрения то были оригинальные и интересные конструкции.

  ОЛЕГ КУРИХИН, кандидат технических наук.

Осевая формула..............................................1-5-1
Общий вес без тендера, т .............................158
Сцепной вес, т ...............................................120
Давление пара в котле, атм ..........................13
Площадь колосниковой решетки, м² .............4,67
Рабочий объем двигателя
внутреннего сгорания, м²..............................1,04
Диаметр цилиндров, мм .................................500
Ход поршней, мм ............................................700
Общая мощность, л. с. ...................................3000
Конструкционная скорость, км/ч ...................85

  Н а с х е м е цифрами обозначены:
1 - рабочая машина,
2 - воздуходувка,
3 - дымосос,
4 - будка машиниста,
5 - паровой котел,
6 - топка,
7 - будка обслуживающей бригады,
8 - газогенераторы,
9 - угольные ямы,
10 - конденсаторы пара,
11 - вентиляторы.

  Журнал "Техника-Молодежи", 11-1980