Теплопаровоз №8000
Теплопаровоз №8000
Конструкторское бюро Ворошиловградского паровозостроительного завода под руководством инженеров А.С. Близнянского, Д.В. Львова и П.А. Сороки при участии инженера Л.М. Майзеля спроектировало такой теплопаровоз типа 1-4-1. Постройка началась на Ворошиловградском паровозостроительном заводе в июне 1939 г., и через три месяца новый локомотив, получивший порядковый заводской номер 8000, был готов.
С обеих сторон теплопаровоз имел по одному цилиндру диаметром 430 мм с двумя разбегающимися в противоположные стороны поршнями в каждом, работавшими на отбойные валы, соединенные спарниками с движущими осями; диаметр движущих колес, как и у паровоза серии ИС, равнялся 1850 мм, ход поршня - 770 мм. Двумя поршнями каждый цилиндр был разделен на три полости, в которые до скорости 15 - 25 км/ч подавался для работы только пар. При больших скоростях средняя полость цилиндра начинала работать как в двухтактном двигателе внутреннего сгорания, для чего в нее прекращался впуск пара и впрыскивалось жидкое топливо. В крайние полости при этом продолжал поступать пар. Жидкое топливо в цилиндры подавалось насосами с газовыми толкателями типа Аршаулова.
Цилиндры теплопаровоза были выполнены в виде стального блока, охватывавшего рамы, который являлся одновременно межрамным креплением и основанием опоры котла. По условиям габарита впуск пара в цилиндры и выпуск осуществлялись клапанами, управляемыми кулачками. Основные размеры парового котла теплопаровоза были такими же, как у паровоза серии Су, но давление пара повысилось (20 кгс/см2)в связи с меньшим диаметром цилиндров машины, и потолок топки был не плоский, а радиальный. Испаряющая поверхность нагрева котла равнялась 199,5м2, поверхность пароперегревателя - 72,6 м2, площадь колосниковой решетки - 4,73 м2.
Колесные пары и спарники на теплопаровозе были выполнены по типу паровозов серии ИС. Передняя и задняя тележки были типа Бисселя. Подача в среднюю полость цилиндра продувочного воздуха при работе ее как в двигателе внутреннего сгорания производилась турбовоздуходувкой, для которой использовалась турбина вентиляторов тендер-конденсатора паровоза серии СОк
Масса теплопаровоза в рабочем состоянии составляла около 140 т, сцепная масса - 100 т; конструкционная скорость - 130 км/ч. Наладочные поездки теплопаровоза проходили на путях завода; 18 октября 1939 г. теплопаровоз совершил поездку от Ворошиловграда до станции Кондрашевской и обратно при работающем двигателе внутреннего сгорания. В ноябре 1939 г. опытный теплопаровоз пробежал около 2000 км на различных участках Северо-Донецкой и Южной железных дорог, развивая скорость до 100-105 км/ч и мощность до 3000 л. с. при скорости 78 км/ч. 7 февраля 1940 г. новый локомотив прибыл с поездом в Москву и был отправлен на экспериментальное кольцо Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта для испытаний. Комиссия рассматривавшая результаты этих далеко не полных испытаний теплопаровоза, отметила, что Ворошиловградским заводом разрешена сложная техническая задача - создание нового локомотива, работающего по принципу совмещения паровой машины с двигателем внутреннего сгорания.
По данным предварительных испытаний расход топлива теплопаровозом оказался в условиях работы на опытном кольце института в среднем в два раза более низким, чем у паровоза серии ИС. Динамические качества теплопаровоза типа 1-4-1 с отбойными валами комиссия оценила положительно. Выяснить, как ведет себя теплопаровоз на затяжных подъемах при работе только на паре, при опытах не удалось, так как машина имела большие утечки пара и не могла развить достаточную мощность.
Летом 1940 г. теплопаровоз № 8000 был отправлен на Ворошиловградский паровозостроительный завод, где. предполагалось провести усовершенствование его конструкции. Но так как для этого требовалось изготовить большое количество новых деталей (колесные пары, цилиндровые блоки, рамы, дышла и т. д.), в результате чего стоимость переделки оказалась бы немногим ниже стоимости постройки нового теплопаровоза, было решено ограничиться рядом конструктивных улучшений. Болтовое крепление концевых частей к средней части блока заменили на сварное, изменили конструкцию подшипников отбойных валов, у которых посадочную поверхность сделали шаровой, кулачковое парораспределение заменили обычным золотниковым, сняли лишние трубопроводы и произвели еще ряд работ. Заметно уменьшить нагрузку от колесных пар на рельсы при переделках не удалось.
20 июня 1941 г. теплопаровоз №8000 прибыл в Москву, приведя из Дебальцево в Люблино поезд массой 900 т. 21 июня 1941 г. теплопаровоз сделал рейс с поездом массой 1100 т по Октябрьской железной дороге от Москвы до станции Бологое и обратно. В дальнейшем он был отправлен на дорогу им. В. В. Куйбышева (управление дороги в г. Куйбышеве) для эксплуатации. Летом 1942 г. теплопаровоз работал на участке Москва - Рязань Московско-Рязанской железной дороги, где водил пассажирские и грузовые поезда. На основании проведенных Научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта замеров расхода топлива было установлено, что средний коэффициент полезного действия теплопаровоза в отдельные поездки достигал 10-11%, несмотря на ограничение скорости движения на участке Москва - Рязань, не позволявшее теплопаровозу реализовать наибольшую мощность и работать на наиболее экономичных режимах.
В 1943 г. инженер Л. М. Майзель предложил увеличить среднее индикаторное давление в цилиндрах машины теплопаровоза, в которых сгорает топливо, дополнительным впуском в них пара после снижения давления газа до котлового. По мысли автора, это должно было не только пополнить индикаторную диаграмму, но и создать пару в среде горячих газов идеальные условия, а также несколько охладить среднюю полость цилиндров.
Опыты с таким дополнительным впуском пара были проведены на теплопаровозе №8000 в 1943 г. на Ташкентской железной дороге, затем при его поездке через Сибирь в Москву и на Московско-Рязанской железной дороге. Дополнительный впуск пара в средние полости цилиндров позволил несколько увеличить скорость движения. Опытные поездки теплопаровоза типа 1-4-1 были продолжены в мае 1946 г. на участке Москва - Бологое Октябрьской железной дороги. В процессе эксплуатации теплопаровоза с пассажирскими и грузовыми поездами выявился ряд недостатков этого локомотива. Неудовлетворительная конструкция цилиндрового блока приводила к систематическому образованию трещин в стальной втулке, появление которых выключало из работы двигатель внутреннего сгорания; для устранения этого недостатка требовалось заменить цилиндровый блок блоком новой конструкции. Отсутствие буксовых клиньев делало экипажную часть непригодной для рабочей эксплуатации; требовались разборка всего теплопаровоза и изготовление новых полотен рамы. Неудовлетворительная работа воздуходувки требовала изготовления новой, более мощной и надежной. Чрезвычайно высокими оказались нагрузки от колесной пары на рельсы, они превышали 25 тс; этот конструктивный недостаток оказался практически не устраним.
Опытная эксплуатация теплопаровоза показала также, что, несмотря на возможность включения дизеля в работу при 15 - 20 км/ч, практически реализовать совместную работу паровой машины и дизеля на этих скоростях не представляется возможным по причине резкого колебания силы тяги. При выключении же двигателя внутреннего сгорания сильно снижалась тепловая экономичность локомотива и возникала опасность остановки поезда вследствие недостаточной паропроизводительности котла.
Скорость теплопаровоза при движении по рельсам, имевшим массу на 1 м длины 40-43 кг из-за высоких нагрузок от колесных пар на рельсы была ограничена 70 км/ч.
В 1948 г. пассажирский теплопаровоз был отставлен от работы.
Если к Вас есть еще какие-либо интересные сведения о этих локомотивах или их снимки, то присылайте их мне (Ивану Андрееву), а я постараюсь их поместить на страничку с указанием Вашего адреса.