Первый опытный двухсекционный тепловоз ТЭ2-20-001 был выпущен Харьковским тепловозостроительным заводом в декабре 1948 г. После испытаний и внесения уточнений в чертежи с 1950 г. начался серийный выпуск этих тепловозов.

Фиг. 4. Двухсекционный тепловоз серии ТЭ2 типа 2 (2₀-2₀):
а - общий вид; б - продольный разрез и план одной секции; 1 - кабина управления; 2 - высоковольтная камера; 3 - вентилятор воздушного охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки; 4 - воздушный компрессор; 5 - главный генератор; 6 - выпускная труба дизеля; 7 - турбовоздуходувка; 8 - выпускной коллектор дизеля; 9 - впускной коллектор дизеля; 10 - колпак над крышками дизеля; 11 -дизель; 12 - топливный бак; 13 - водяной бак; 14 - жалюзи верхние; 15 - вентилятор воздушного охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки; 16 - вентилятор холодильника; 17 - привод вентилятора холодильника; 18 - редуктор вентилятора холодильника; 19 - пост управления; 20 - тормозной кран машиниста; 21 - сиденье для машиниста; 22 - дверь в кабину машиниста; 23 - двухмашинный агрегат (вспомогательный агрегат и возбудитель); 24 - сборный коллектор водяного охлаждения; 25 - крышки аккумуляторных ящиков: 26 - фильтры; 27 - жалюзи боковые; 28 - секции холодильника; 29 - всасывающий канал турбовоздуходувки; 30 - сиденье помощника машиниста; 31 - штурвал ручного тормоза.

  Тепловоз серии ТЭ2 (фиг.4) состоит из двух секций, связанных между собой сцепкой. Каждая секция опирается на две двухосные тележки. Все тележки движущие. Они снабжены индивидуальными тяговыми электродвигателями.
  Силовая установка каждой секции состоит из дизеля Д50 Харьковского тепловозостроительного завода и генератора завода ХЭМЗ. Дизель и генератор однотипны с установленными на тепловозах ТЭ1. Взаимозаменяемы также и другие основные узлы, например, двухмашинный агрегат, тяговые электродвигатели, электроаппаратура и т. д.

Фиг.5. Удельное сопротивление движению для тепловозов ТЭ1, ТЭ2, ТЭЗ и ТЭ7 на прямом участке пути:
а - без тока; б - под током.

  В передней части тепловоза расположена кабина машиниста, отделенная от машинного помещения высоковольтной камерой и двумя дверьми, размещенными около стенок кузова. Расположение кабины обеспечивает бригаде хорошую видимость пути. В кабине размещены приборы управления, контроля и обслуживания тепловоза, в высоковольтной камере - контакторы, реле и часть агрегатов тепловоза. В задней части кузова, вдоль боковых стенок, расположены секции холодильников. Воздух через них проходит под воздействием одного вентиляторного колеса, расположенного на вертикальном валу. Нагретый воздух выбрасывается вверх. Вентиляторное колесо приводится во вращение от вала дизеля посредством фрикционной муфты и редуктора.
  Фрикционная муфта имеет дистанционное электропневматическое управление с поста машиниста. Верхние и боковые жалюзи холодильника имеют также электропневматический привод и могут управляться с поста машиниста. По сравнению с тепловозом ТЭ1 на тепловозе ТЭ2 масляный холодильник увеличен на одну секцию за счет водяного холодильника. Применение вентиляторного колеса типа ЦАГИ с высоким к. п. д. и с диаметром 1600 мм (вместо 1144 мм у винтового лопастного колеса тепловоза ТЭ1), а также улучшенная конструкция шахты позволили повысить производительность холодильника без увеличения затраты мощности. Под холодильником устроен проход для персонала в соседнюю секцию тепловоза. Для охлаждения тяговых электродвигателей в передней и задней части каждой секции имеются вентиляторы для каждой тележки тепловоза.
  Топливный бак размещается под кузовом между тележками тепловоза. Аккумуляторная батарея расположена под полом машинного помещения.

Фиг.6. Пост управления тепловоза ТЭ2:
1 - штурвал ручного тормоза; 2 - рукоятка реверсора; 3 - рукоятка контроллера машиниста; 4 - электроманометр, показывающий давление масла во второй секции; 5 - амперметр зарядки аккумуляторной батареи; 6 - амперметр тока нагрузки главного генератора; 7 - двухстрелочный манометр давления воздуха в главном резервуаре и магистрали; 8 - переключатель управления муфтой редуктора вентилятора; 9 - переключатель управления правыми жалюзи холодильника; 10 - переключатель управления верхи ими жалюзи холодильника; 11 - переключатель управления левым жалюзи холодильника; 12 - отключатель реле переходов; 13 - рукоятка крана прямодействующего тормоза; 14 - электротермометр, показывающий температуру воды во второй секции; 15 - манометр давления топлива; 16 - самопишущий механизм скоростемера; 17 - манометр, показывающий давление воздуха в тормозных цилиндрах; 18 - циферблат скоростемера тепловоза; 19 - аэротермометр, показывающий температуру масла до холодильника первой секции; 20 - кнопочные выключатели (а - управления машинами; б - освещение приборов; в - пуск дизеля второй секции; г - вспомогательный топливный насос второй секции; д - свободный выключатель; е - включение электроманометра и электротермометра второй секции; ж - прожектор яркий; з - прожектор тусклый; и - освещение кабины; к - управление общее; л - пуск вспомогательного топливного насоса; и - пуск дизеля первой секции); 21 - аэротермометр, показывающий температуру воды в первой секции; 22 - манометр, показывающий давление воздуха и резервуаре электропневматических контакторов; 23 - кран машиниста; 24 - манометр, показывающий давление масла в первой секции; 25 - сигнальные лампочки; 26 - стеклоочиститель.

  Для соединения между собой двух секций тепловоза ТЭ2 применена сцепка специальной конструкции, имеющая две тяги - главную и запасную. Сквозь головки на концах тяг проходят шкворни передней и задней секций. По сравнению с тепловозом ТЭ1 тепловоз ТЭ2 имеет ряд преимуществ. Полная длина тепловоза ТЭ2 составляет 23 895 мм, а сдвоенный тепловоз ТЭ1 такой же мощности имеет длину 33 784мм. Расстояние между шкворнями тележек уменьшено соответственно с 9450 до 6200 мм. Вес одной секции тепловоза ТЭ2 равен 85 т, т.е. меньше веса тепловоза ТЭ1 на 39 т при одной и той же мощности дизеля. Уменьшение веса достигнуто за счет замены трехосных тележек двухосными, за счет уменьшения количества тяговых электродвигателей каждой секции на две единицы без снижения тяговых свойств тепловоза и за счет сокращения длины рамы и уменьшения расстояния между тележками.
  Трудоемкость изготовления каждой секции тепловоза ТЭ2 на 10-15% меньше, чем тепловоза ТЭ1.

Фиг.7. Касательная сила тяги FK тепловоза серии ТЭ2 в зависимости от скорости движения V при различных положениях рукоятки контроллера машиниста, обозначенных цифрами (буквы С, СП и ОП обозначают соответственно включение тяговых электродвигателей сериесное, сериес-параллельное и сериес-параллельное с шунтированием поля; числитель обозначений по оси ординат относится ко всему двухсекционному тепловозу, знаменатель - к одной секции):
а - при ослаблении поля тяговых электродвигателей до 50%; б - то же при ослаблении до 42%.

  Обслуживание сдвоенного тепловоза ТЭ2 производится бригадой из трех человек: поездного машиниста, помощника машиниста на головной секции и помощника машиниста для обслуживания установки второй секции. Тепловоз ТЭ1 обслуживается бригадой из двух человек. У тепловоза ТЭ2 на одного обслуживающего человека приходится 2000 : 3 = 667 л с. дизеля, а у тепловоза ТЭ1 только 1000 : 2 = 500 л.с., т.е. энерговооруженность одного человека на тепловозе ТЭ2 на 33,4% выше, чем на тепловозе ТЭ1.
  В настоящее время появилось стремление обслуживать тепловозы ТЭ2 бригадой из двух человек. В этом случае энерговооруженность одного человека достигнет 1000 л.с., т. е. будет на 100% выше, чем на тепловозе ТЭ1.
  Удельное сопротивление движению тепловоза ТЭ2, как это видно из фиг. 5, значительно меньше, чем тепловоза ТЭ1. Учитывая пониженный по сравнению с тепловозом ТЭ1 вес на единицу мощности, приходим к выводу, что кпд на крюке тепловоза ТЭ2 будет выше, чем кпд тепловоза ТЭ1.

  Схема электрических соединений тепловоза ТЭ2 отличается от схемы тепловоза ТЭ1 применением четырех тяговых электродвигателей в каждой секции вместо шести, повышенным ослаблением поля до 50% на тепловозах № 1-24 и до 42 % на тепловозах с № 25 и далее, включением амперметра в цепь главного генератора и дополнительного реле управления в цепь возбуждения возбудителя, установкой сигнальных ламп в цепи реле заземления, установкой лампы для контроля подачи топлива к дизелю второй секции, применением дистанционного электропневматического управления вентилятором и жалюзи холодильника. Пост управления тепловоза ТЭ1 как по номенклатуре приборов, так и по их расположению отличается от поста управления тепловоза TЭ2.

Фиг. 8. Касательная мощность, расход топлива и кпд тепловоза серии ТЭ2 в зависимости от скорости движения при различных положениях рукоятки контроллера машиниста и при шунтировании поля до 50% (ОП50) и до 42% ОП42):
а - касательная мощность NК на ободе движущих колес; б - полный расход топлива в час Gч; в - кпд тепловоза на ободе движущих колес Y (значение цифр, букв и условных обозначений точек см. на рис.7).

  Общий вид поста управления тепловоза ТЭ2 и размещение оборудования поста показано на фиг.6. Кроме того, часть оборудования размещена на задней стенке кабины управления. В нише стенки высоковольтной камеры, позади сиденья машиниста, расположены рубильники включения аккумуляторной батареи и отключения тележек; на стенке высоковольтной камеры размещены переключатели освещения. На посту машиниста перед пультом управления расположены три сигнальные лампочки 25: две красные и одна зеленая. Левая красная лампочка загорается при срабатывании реле заземления данной секции; правая красная загорается при срабатывании реле заземления второй секции; зеленая лампочка горит при работе дизеля второй секции.
  На тепловозах ТЭ2 последних выпусков в кабине машиниста устанавливался дублирующий светофор автоматической сигнализации.

  Управление обеими секциями тепловоза ТЭ2 производится одним человеком с одного поста. Для этого цепи управления обеих секций соединяются посредством межтепловозных соединений.
  Особо необходимо отметить, что пуск, установление режима работы и остановка дизелей обеих секций производятся с поста управления головной секции.
  На фиг.7 приведены кривые касательной силы тяги тепловоза ТЭ2 в зависимости от скорости движения для различных положений рукоятки контроллера машиниста при ослаблении поля тяговых электродвигателей до 50% (тепловозы № 1-24) и до 42% (тепловозы с № 25 и следующие). Кривые получены в результате паспортных испытаний тепловоза ТЭ2, проведенных Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта.

  При нанесении кривой ограничения по сцеплению коэффициент сцепления определялся по формуле, принятой в новых правилах производства тяговых расчетов, а именно:
   ψ_e=0,25+(8/100+20V),
  где V - скорость движения тепловоза.
  Полученные в результате тех же испытаний кривые касательной мощности, полного расхода топлива в час и к. п. д. в зависимости от скорости движения тепловоза при различных положениях рукоятки контроллера машиниста приведены на фиг.8.

Фиг. 9. Касательная сила тяги, касательная мощность и кпд тепловоза ТЭ2 с дизелем типа Д50 (повышенной мощности) в зависимости от скорости движения.
а - касательная сила тяги F_К (штриховые линии - касательная сила тяги на седьмом и восьмом положениях рукоятки контроллера машиниста соответствуют внешней характеристике генератора при повышенном нагреве его обмотки возбуждения и заводской регулировке);
б - касательная мощность N_К; в - кпд тепловоза Y ни ободе движущих колес (значение цифр, букв и условных обозначений точек см. на фиг. 7).

  Взвешивание тепловозов ТЭ2 при приемке их от завода-поставщика производится со следующими экипировочными суммарными запасами в обеих секциях в кг:
  топлива . . . . 2 х3500 = 7000
  воды . . . . . . 1890
  масла . . . . . .800
  песка . . . . . .800
  При этом вес тепловоза должен быть 170 т, а нагрузка на рельс от каждой оси 21,25 т с отклонениями от этой величины не более, чем на +3%.
  В связи с развернувшейся в нашей стране борьбой за снижение веса выпускаемых машин и за уменьшение расхода металла нагрузки от колесных пар на рельсы в тоннах фактически получаются в пределах отрицательного допуска, а именно:
  1-я ось . . . . . 21,1
  2-я ось . . . . . 21,1
  3-я ось . . . . . 20.85
  4-я ось . . . . . 20,85
  Поэтому вес одной секции получается равным 83,9 т, вместо 85 т.

  В апреле 1954 г. Харьковский завод транспортного машиностроения выпустил первый тепловоз ТЭ2-20-330 с дизелем типа 2Д50 с улучшенной тяговой характеристикой.
  Дизель типа 2Д50 представляет собой модернизированный дизель типа Д50. Путем небольших конструктивных изменений достигнуто повышение давления наддува с 0,35 до 0,5 ати и улучшение очистки цилиндров от продуктов сгорания. Кроме того, заново введен охладитель наддувочного воздуха. В результате увеличился вес заряда воздуха и возросла литровая мощность дизеля. По сравнению с дизелем типа Д50 мощность дизеля типа 2Д50 увеличилась на 15-20%.
  Чтобы использовать полную мощность дизеля типа 2Д50, внешняя характеристика генератора серийного тепловоза была повышена путем увеличения тока возбуждения генератора. Для этого было уменьшено сопротивление в цепи независимой обмотки возбуждения возбудителя.

  Испытания тепловоза типа ТЭ2 повышенной мощности, проведенные Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ЦНИИ), показали, что тяговые характеристики на седьмом и восьмом положениях рукоятки контроллера машиниста располагаются выше характеристики серийного тепловоза. Сила тяги тепловоза повышенной мощности при скорости 10 км/час равна 39000 кг, при 20 км/час - 21 500 кг, при 40 км/час - 11 200 кг; при скоростях выше 70 км/час характеристики почти совпадают с характеристиками серийного тепловоза. Кпд дизеля 2Д50 несколько выше кпд дизеля Д50 (фиг. 9).
  Для улучшения использования тепловозов серии ТЭ2 в пассажирской службе в депо Ташкент на тепловозе № 331 было ослаблено магнитное поле тяговых электродвигателей с 42 до 35%. Этот опыт дал благоприятный результат.

  Источник: Книга "Советские тепловозы"