Оригинальный текст статьи: Техника-Молодежи №11 за 1980 г.

Теплопаровоз ТП1-1

Под редакцией инженера путей сообщения В.А. Ракова.
Коллективные консультанты: Ленинградский музей железнодорожного транспорта, Московский клуб железнодорожного моделизма.

Крупное изображение (300dpi).

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 вала 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 м! 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 водоподо-греватель, 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 1J39 года ворошилов-градцы 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 вороши-ловградских 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 электриаеской 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