ТЭ3

Работы по проектированию нового тепловоза Харьковский завод транспортного машиностроения и Харьковский завод тепловозного электрооборудования (ХЭТЗ) начали в 1950 г. Позднее министерствами транспортного машиностроения, электротехнической промышленности и путей сообщения СССР было подготовлено и утверждено техническое задание на рабочее проектирование. 13 марта 1952 г. Научно-технический совет МПС рассмотрел подготовленный харьковскими заводами технический проект тепловоза серии ТЭ3 и принял решение рекомендовать этим заводам провести рабочее проектирование и постройку опытного тепловоза. В своем докладе на совете главный инженер Центрального тепловозного отдела МПС П.В. Якобсон отметил, что дизель, представленный в проекте, подобен дизелям, хорошо зарекомендовавшим себя на судах морского флота.

Рабочее проектирование тепловоза выполнил коллектив конструкторов Харьковского завода транспортного машиностроения под руководством главного конструктора А.А. Кирнарского; работы по проектированию дизеля возглавлял инженер этого завода Б.Н. Струнге, работы по проектированию электрооборудования, которые велись на ХЭТЗ - инженер В.А. Васильев. В конце 1953 г. была закончена постройка опытной секции ТЭ3-001, а в начале 1954 г. была выпущена вторая секция ТЭ3-002.

Кузов каждой секции нового тепловоза состоял из главной рамы, через которую передавались тяговые и тормозные усилия, и каркаса вагонного типа, несущего боковые и лобовые стенки и крышу. На концах рамы каждой секции были установлены автосцепки типа СА-3 с фрикционными аппаратами. Главная рама опиралась на две трехосные тележки через ропиковые опоры, нижние плиты которых были укреплены на средних межрамных балках рядом с боковинами тележек. Опоры были расположены по окружности диаметром 2730 мм, центр которой совпадал с осью шкворня, служившего только для передачи горизонтальных сил. Рама каждой тележки через листовые рессоры и цилиндрические пружины, расположенные у концов тележки, была подвешена к балансирам, которые опирались на буксы колесных пар. Диаметр колес при новых бандажах составлял 1050 мм. Валы тяговых электродвигателей, имевших опорно-осевое подвешивание, были соединены с осями колесных пар односторонней прямозубой жесткой передачей. Передаточное число составляло 75:17=4,41. На каждой тележке размещалось два тормозных цилиндра диаметром 14"; нажатие тормозных колодок было односторонним.

На каждой секции тепловоза находился десятицилиндровый бескомпрессорный дизель 2Д100 с вертикально расположенными встречно движущимися поршнями, работавшими на верхний и нижний коленчатые валы, которые были связаны между собой вертикальным валом и двумя коническими зубчатыми передачами. Диаметр цилиндров равнялся 207 мм, ход поршней - 254 мм. Регулятор частоты вращения валов представлял собой несколько переконструированный регулятор дизеля Д50. Номинальная мощность дизеля 2000 л.с. при частоте вращения валов 850 об/мин соответствовала проектной. Дизель с тяговым генератором и воздуходувкой весил около 27 т. Прототипом дизеля 2Д100 был дизель фирмы Фербенкс - Морзе типа 38D8 1/8" с диаметром цилиндров 8 1/8" и ходом поршней 10".

Увеличение мощности дизеля 2Д100 в два раза по сравнению с дизелем Д50 потребовало соответственно увеличения мощности тягового генератора. Установленный на каждой секции тепловоза серии ТЭ3 генератор МПТ 99/47 имел длительную мощность 1350 кВт, длительный ток 2455 А и при этом токе и частоте вращения вала 850 об/мин напряжение 550 В. Двухмашинный агрегат массой 690 кг состоял из возбудителя ВТ 275/120 А (10 кВт, 1800 об/мин) и вспомогательного генератора ВГТ 275/150 (8 кВт, 75 В). Новые тяговые электродвигатели ЭДТ-200А имели длительную мощность 200 кВт (280 В, 800 А, 500 об/мин), их максимальная частота вращения равнялась 2200 об/мин, масса - 3200 кг. Для получения сжатого воздуха на каждой секции был установлен трехцилиндровый двухступенчатый компрессор КТ6; для пуска дизелей и питания цепей управления при неработающем генераторе применялись аккумуляторные батареи 32ТН-450.

На секции тепловоза серии ТЭ3 тяговые электродвигатели постоянно были соединены в три параллельных цепи по два попарно последовательно в каждой. Предусматривались две ступени ослабления возбуждения (53 и 38%). Для сохранения постоянной мощности тягового генератора была применена несколько измененная по сравнению с тепловозом серии Дб схема возбуждения тягового генератора. Если на тепловозах серии Дб противокомпаундная обмотка, располагавшаяся на двух из шести главных полюсов возбудителя, была включена последовательно в цепь тягового генератора, т. е. по этой обмотке проходил весь ток генератора, то у тепловозов серии ТЭ3 противокомпаундная обмотка включалась параллельно обмотке добавочных полюсов генератора, и ток в ее цепи был значительно меньше. Принцип изменения магнитного потока главных полюсов возбудителя за счет размагничивания машины при увеличении тока в цепи тягового генератора был сохранен.

Запас топлива в каждой секции составлял 5440 кг, воды - 900 кг, песка - 400 кг. Максимальная скорость для тепловоза была установлена 100 км/ч, наименьший радиус проходимых им кривых равнялся 125 м.

Хорошие результаты эксплуатационных испытаний первых двух секций нового тепловоза, развивавших тяговую мощность около 1570 л. с., послужили основанием для дальнейшего выпуска этих локомотивов. Не ожидая окончания испытаний первых секций и составления из них двенадцатиосного локомотива, Харьковский завод транспортного машиностроения уже в 1955 г. изготовил десять двухсекционных тепловозов серии ТЭ3, получивших номера 002 - 011 при обозначении отдельных секций буквами А и Б; односекционные же тепловозы ТЭ3-001 и ТЭ3-002 после соединения в один локомотив стали называться секциями А и Б тепловоза ТЭ3-001.

Обстоятельные испытания первого тепловоза, выполненные в 1955 и 1956 гг. сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта и включавшие как получение тягово-теплотехнических характеристик, так и определение воздействия локомотива на путь, дали богатый материал для дальнейшего усовершенствования тепловоза серии ТЭ3. В частности, уже с тепловоза №002 заводы-изготовители перешли на применение 16-позиционных контроллеров машиниста КВ-16А, на тепловозах с №003 начала применяться кремнийорганическая изоляция обмоток возбуждения тягового генератора.

Первые тепловозы были направлены в депо Петропавловск Омской и Орск Оренбургской железных дорог.

Двухсекционные двенадцатносные грузовые тепловозы ТЭ3 получили с 1956 г. широкое распространение на неэлектрифицированных линиях железных дорог Советского Союза. Если на электрифицированных линиях основными типами грузовых локомотивов к 1966 г. стали электровозы ВЛ8 и ВЛ60, то для линий, работающих на тепловозной тяге, роль основного типа грузового локомотива перешла к тепловозам серии ТЭ3, которые продолжали строиться на протяжении всех лет до 1973 г. включительно.

Постройка тепловозов ТЭ3 была организована на широкой кооперации таких локомотивостроительных заводов, как Коломенского, Харьковского, Луганского и Харьковского завода тепловозного электрооборудования ("Электротяжмаш").

В июне 1956 г. Коломенский завод построил первый тепловоз ТЭ3-1001 и окончательно перешел от паровозостроения к тепловозостроению. Выпустив тепловоз ТЭ3-2001, в этом же году приступил к строительству дизельных локомотивов Луганский завод им. Октябрьской революции.

В процессе выпуска тепловозов ТЭ3 заводами вводились конструктивные изменения, направленные на улучшение их работы.

В 1957 г. изменена кабина машиниста, которая первоначально была применена для "пассажирского" исполнения тепловоза ТЭ3 (тепловоз ТЭ7). На тепловозах выпуска 1957 г. и последующих угол наклона плоскостей боковых роликовых опор уменьшен с 3^о30' до 2^о.

Велись работы по улучшению системы рессорного подвешивания. С более мягким рессорным подвешиванием в 1960 г. выпущен тепловоз ТЭ3-2510 который эксплуатировался в депо Кочетовка.

Всесоюзным научно-исследовательским тепловозным институтом (ВНИТИ) был сконструирован осевой упор, при котором удар от оси на крышку буксы передается через резиновый амортизатор. Такие упоры первоначально были установлены на буксах тепловоза ТЭ3-2171А, а затем Лугаиский тепловозостроительный завод во второй половине 1960 г. перешел на выпуск тепловозов с пружинными упорами, более удобными для изготовления.

В период с октября 1960 г. по апрель 1961 г. тепловозы выпускали с тележками, имеющими более мягкие 8-листовые рессоры, причем первоначально небольшая партия таких тепловозов была оборудована концевыми пружинами большого диаметра без резиновых амортизаторов, а затем с концевыми пружинами малого диаметра. С марта 1962 г. тепловозы начали выпускать на тележках с 8-листовыми рессорами, пружинами большого диаметра и резиновыми амортизаторами между рамой тележки и хомутами листовых рессор. Эти тележки по конструкции многих элементов были унифицированы с тележками тепловозов ТЭ10. С апреля 1961 г. по март 1962 г. тепловозы ТЭ3 выпускали с тележками первоначальной конструкции.

Чтобы уменьшить вес колесных пар, с начала 1963 г. стали применять цельнокатаные колеса (по рекомендации ВНИТИ), а зубчатое колесо редуктора насаживать непосредственно на ось. Вес колесной пары при этом уменьшился на 350 кг. Увеличен суммарный разбег колесных пар в тележке: до включения пружин осевых упоров у крайних осей до 3 мм, у средней оси тележки до 20 мм. Ранее на тепловозах этот размер составлял 14 мм и на бандажах при прокате 4-5 мм образовывался накат у гребней. Выпустив несколько десятков тепловозов с цельнокатаными колесами, завод вновь перешел на бандажные колеса, так как цельнокатаные колеса работали хуже бандажных - чаще требовали обточки.

В процессе эксплуатации тепловозов в первое время наблюдались повреждения дизелей 2Д100 (трещины в блоках, трещины и прогары головок поршней, разрушения коленчатых валов) и разжижение дизельного масла топливом, которое происходило в основном на режимах холостого хода. Поэтому конструкции и доводке дизеля уделялось большое внимание. К началу 1963 г. было осуществлено очень много крупных и мелких изменений конструкции дизеля. Коленчатые валы с 1959 г. стали изготовлять с увеличенным диаметром шейки под антивибратор (вместо 120-130 мм). Затем в 1960 г. начали выпускать валы из высокопрочного чугуна вместо серого легированного чугуна. В 1961 г. последовательную систему подвода смазки коленчатых валов заменили параллельной. Высокая теплонапряженность машины с двухтактным циклом, работающей при больших степенях сжатия и высоких давлениях вспышки, создавала тяжелые условия работы поршней. Необходимо было вести работы не только по изменению конструкции поршней, но и по улучшению системы их охлаждения маслом. В 1958 г. начиная с тепловозов №148, 1078, 2105 на дизелях установлены масляные насосы производительностью 95-100 м³/ч вместо ранее применявшихся производительностью 68-72 м³/ч.

Начиная с 1962 г. на дизелях 2Д100 тепловозов ТЭ3 выпуска Харьковского завода транспортного машиностроения им. В. А. Малышева установлены пусковые сервомоторы (ускорители пуска), обеспечивающие ускоренный пуск прогретого дизеля. Это уменьшает ненужную разрядку аккумуляторной батареи. Работа сервомотора основана на ускоренном воздействии на всережимный регулятор при жидком (нагретом) масле масляной системы дизеля.

С середины 1960 г. тепловозы для уменьшения расхода топлива на холостом ходу выпускали с устройством, выключающим на этом режиме 15 насосов; при этом дизель запускался при работающих десяти цилиндрах, а на холостом ходу работало только пять цилиндров.

При эксплуатации тепловозов ТЭ3 первых выпусков у главных генераторов МПТ-99/47 наблюдалось искрение на коллекторе, пониженная изоляция главных полюсов, накопление медной пыли между коллекторными пластинами, скопление влаги, масла и пыли на компенсационной обмотке и другие недостатки.

Поэтому завод "Электротяжмаш" переконструировал генератор и с 1958 г. на тепловозах начали устанавливать главные генераторы МПТ-99/47А. У этих генераторов отсутствует компенсационная обмотка, выводы всех обмоток полюсов для удобства осмотра выведены в сторону коллектора. Улучшены технология и материалы изоляции обмотки якоря, защита генератора от попадания в него масла и сделан ряд других усовершенствований.

Генератор МПТ-99/47А имеет номинальную мощность при скорости вращения якоря 850 об/мин - 1350 квт, напряжение - 650/820 в, ток - 2400/1860 а; вес генератора-7 500 кг.

С июня 1962 г. главный генератор МПТ-99/47А стали выпускать с безвальным якорем (он имеет только два полувала со ступицами, к которым приварен барабан якоря).

Тяговые электродвигатели ЭДТ-200А о 1959 г. были заменены электродвигателями ЭДТ-200Б. У этих электродвигателей остов усилен в местах, где появлялись трещины, поставлены пружинные рамки под катушки дополнительных полюсов (у главных полюсов такие рамки были), в связи с чем изменены размеры катушки и сечения их меди; улучшено крепление кабелей и технология изготовления полюсов. Затем была выпущена партия тяговых электродвигателей, имеющая якорные подшипники средней серии (электродвигатели ЭДТ-200В). Из-за неудовлетворительной работы этих подшипников на тепловозах продолжалась установка тяговых электродвигателей ЭДТ-200Б. Для улучшения тяговых характеристик локомотива с середины 1962 г. тепловозы начали выпускать с более глубоким "ослаблением" поля (53 и 25%). Это мероприятие было осуществлено после опытов с тепловозом ТЭ3-1113А и в 1959 г. тепловозами №006, 119 и 2047 в депо Петропавловск б. Омской железной дороги, которые проводились ЦНИИ МПС, и выпуска опытных партий тепловозов в 1960 г.

Чтобы предупредить разрушения крыльчаток вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки в 1962 г. было выпущено 100 тепловозов с гидромеханическими редукторами, соединяющими коленчатый вал дизеля непосредственно с компрессором. В последующем такой привод компрессора ставился на всех новых тепловозах.

Тепловозы с апреля 1962 г. выпускают без котла для обогрева; на его место с августа 1962 г. монтируют противопожарные установки.

Начиная с февраля 1963 г. тепловозы серии ТЭ3 выпускались только Луганским тепловозостроительным заводом, который получает дизели и электрооборудование от других заводов.

В процессе эксплуатации тепловозов главным образом при заводских ремонтах многие конструктивные изменения, вводимые тепловозостроительными заводами, выполняли и на ранее построенных локомотивах. Кроме того. вводили конструктивные улучшения и в самих депо. Такие изменения внесены, например, в конструкцию регулятора мощности.

Устанавливаемый на тепловозостроительных заводах тахометрический регулятор мощности из-за нестабильности характеристик тахогенератора и регулятора оборотов дает "просадку" скорости вращения вала дизеля на 75-80 об/мин. В ЦНИИ МПС разработан более простой по конструкции вибрационный регулятор, обеспечивающий реализацию всей свободной мощности дизеля при сохранении номинальной скорости вращения вала. Опытные образцы такого регулятора первоначально испытывались в 1960 г. на тепловозах ТЭ3 в депо Орск, Оренбург, Пенза, затем их изготовление освоили Воронежский, Ташкентский и Изюмский тепловозоремонтные заводы и с 1962 г. начали устанавливать их на проходящих ремонт тепловозах ТЭ3.

Вибрационный регулятор включается только на 16-й позиции рукоятки контроллера машиниста.

В 1959 г. Московским институтом инженеров транспорта был разработан и испытан на тепловозе ТЭ3-1314 бесконтактный регулятор мощности (на полупроводниках). Начиная с 1963 г. на тепловозах ТЭ3 при заводском ремонте начали ставить эти регуляторы.

В 1964 г. Луганский завод выпустил тепловоз ТЭ3 с кузовом тепловоза 2ТЭ10Л. Этому тепловозу была присвоена серия ТЭ3^м.

Тепловоз серии ТЭ3 многие годы был основным типом грузового локомотива на неэлектрифицированных линиях. Первые тепловозы, построенные до 1956 г., в основном закончили свою работу в 80-е годы.

Из книги Ракова
"Локомотивы отечественных железных дорог. 1845-1955", Москва "Транспорт" 1995 г.
"Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза. 1956-1965", Москва "Транспорт" 1966 г.

Харьковским тепловозам присваивались номера с 001 по 598, Коломенским - с 1001 по 1406, а Луганским - с 2001 по 7805. С февраля 1963 года весь выпуск ТЭ3 был сосредоточен только на Луганском заводе.

Первая серия тепловозов ТЭ3 имела кабину машинста как у ТЭ2 - с небольшими окнами и отдельным прожектором на крыше, а с 1957 г. начался выпуск второй серии с кабиной как у ТЭ7 - с увеличенным остеклением и полуутопленным прожектором. Выпуск начался с №098 Харьковским заводом, с №1030 - Коломенским, а на Ворошиловградском с № 2011 или №2012 (точнее неизвестно), то есть общее колическтво локомотивов первой серии составляет 137 (или 136). К счастью, удалось найти и сохранить ТЭ3-1001 - первый тепловоз первой серии, выпущенный в Коломне в июне 1956 г., в настоящее время он находится в МЖТ-Шушары.

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.