ЧМЭ5
В конце 1985 г. по техническим условиям, согласованным с Главным управлением локомотивного хозяйства МПС, заводом Локомотивка-Соколово были изготовлены два опытных восьмиосных маневровых тепловоза ЧМЭ5, имеющих, как и тепловозы ТЭМ7, экипажную часть с использованием двухосных тележек. Один из этих тепловозов - ЧМЭ5-002 демонстрировался в 1986 г. на международной выставке Железнодорожный транспорт - 86 , проводившейся у экспериментального кольца ВНИИЖТа на станции Щербинка.
Кузов тепловоза имеет главную раму, на которой укреплены два капота и кабина машиниста. Главная рама опирается на две промежуточные рамы через цилиндрические винтовые пружины, параллельно которым поставлены гидравлические амортизаторы. Концы промежуточных рам подвешены к средним частям рам тележек (по две подвески на каждую двухосную тележку). Передача тяговых и тормозных сил от промежуточных рам к главной раме осуществлена с помощью шкворней; от тележек к промежуточным рамам - с помощью наклонных тяг.
Применение в экипажной части промежуточных рам позволило разделить угол поворота колесных пар относительно рамы кузова при прохождении кривых участков пути на две части: угол между колесной парой и промежуточной рамой и угол между промежуточной и главной рамами, причем первый не превышает +-3 . Это в свою очередь ведет к уменьшению угла набегания колес на рельсы и снижению износа как самих колес, так и головок рельсов. Погружение шаровых шарниров подвесок промежуточных рам в масляные ванны уменьшает трение скольжения и требует меньшего возвращающего усилия.
Конструкция буксового узла тележек тепловоза ЧМЭ5 аналогична конструкции этого узла у тепловозов ЧМЭ3: балансир буксы резинометаллическим шарниром связан с рамой тележки; на другой конец балансира вертикальная нагрузка от рамы тележки передается через цилиндрические пружины.
Общий статический прогиб рессорного подвешивания тепловоза составляет 150 мм, из них на первую ступень приходится 58 мм. Диаметр колес при новых бандажах 1050 мм. На тепловозе применены опорно-осевая подвеска тяговых электродвигателей, односторонняя прямозубая передача с передаточным числом 76:15=5, 07.
Нажатие тормозных колодок на все колеса одностороннее. Для управления пневматическими тормозами служат кран машиниста №394, кран вспомогательного тормоза №254 и воздухораспределитель №483. Под первую и пятую колесные пары по ходу движения предусмотрена подача песка.
Дизель-генераторная установка тепловоза, размещенная под передним от кабины машиниста капотом, состоит из дизеля K8S310DR, тягового (главного) генератора TD-809 и возбудителя А-412.
Дизель восьмицилиндровый, однорядный развивает при частоте вращения вала 775 об/мин номинальную мощность 2000 л.с. (1470 кВт). Диаметр цилиндров 310 мм, ход поршней 360 мм; расход топлива при номинальной мощности 163 г/(э.л.с-ч); масса сухого дизеля 18000 кг.
Система охлаждения дизеля двухконтурная; в главный контур входят рубашки цилиндров и турбонагнетателя; во вспомогательный - водомасляный теплообменник и холодильник наддувочного воздуха, поступающего в цилиндры.
Тяговый генератор постоянного тока TD-809 с независимым возбуждением и пусковой обмоткой, спроектированный специально для тепловоза ЧМЭ5, имеет номинальную мощность 1132 кВт, продолжительный ток 4800 А, максимальное напряжение 600 В и максимальную частоту вращения вала 775 об/мин. Вал вращается в двух подшипниках. Для обмоток применена изоляция класса F. Масса генератора 6551 кг.
Возбудитель А-412 представляет собой генератор трехфазного тока. Корпус возбудителя укреплен на тяговом генераторе. Возбудителе имеет номинальную мощность 96 кВА, фазовое напряжение 50 В. ток фазы 640 А; для обмоток также применена изоляция класса F. Масса возбудителя 800 кг. На свободный конец вала возбудителя посажен шкив для привода вентилятора, охлаждающего четыре тяговых электродвигателя.
Ток от возбудителя через пять полурегулируемых выпрямительных мостов питает обмотки возбуждения тягового генератора и тяговых электродвигателей как в тяговом, так и в тормозном режимах. От свободного конца вала дизеля через коробку передач приводятся вентилятор холодильника, компрессор, вспомогательный генератор переменного тока А-402В и вентилятор для охлаждения четырех тяговых электродвигателей. Через коробку передач от дизеля приводится также генератор постоянного тока 206Т, служащий для заряда аккумуляторной батареи и питания цепей управления и вспомогательных цепей тепловоза. Генератор имеет независимое возбуждение, регулируемое тиристорами для поддержания напряжения на зажимах генератора 115 +-1 В. Номинальная мощность генератора 9 кВт, ток 78 А, диапазон частоты вращения вала 1300-3000 об/мин, класс изоляции F; масса генератора 70 кг.
Тяговые электродвигатели ТЕ-009, выполненные на базе электродвигателя ТЕ-006 тепловоза ЧМЭ3, имеют независимое возбуждение; якоря их всегда попарно соединены последовательно и образуют четыре параллельные ветви, подключенные к тяговому генератору. Номинальная мощность электродвигателя 125 кВт, продолжительный ток 750 А, максимальное напряжение 300 В, максимальный ток возбуждения 170 А, максимальная частота вращения якоря 2400 об/мин. Для обмоток машины применена изоляция класса F. Масса электродвигателя 2635 кг.
Независимое возбуждение тяговых электродвигателей в режиме тяги применено в основном из-за необходимости такого возбуждения в режиме электрического торможения.
Управление тепловозом осуществляется либо штурвалом контроллера машиниста, либо с переносного пульта. Штурвал имеет 12 рабочих позиций, нулевую и 9 тормозных. Частота вращения вала дизеля может иметь 11 фиксированных значений, тормозное усилие при электрическом торможении - 8 значений,
Под капотом за кабиной машиниста находятся аккумуляторная батарея Nife-HI-15 (емкость 150 А-ч, напряжение 115 В), аппаратура электрического тормоза, распределительный щит и электронный регулятор.
На тепловозе установлен компрессор нового типа 4DVK-200 производительностью 6, 5 м3/мин, что необходимо для быстрого наполнения сжатым воздухом тормозной системы длинных составов. Для обоих контуров системы охлаждения дизеля использован общий вентилятор; в том и другом контуре поддерживается одинаковая темература воды.
Масса тепловоза в рабочем состоянии 168 т (нагрузка от колесной пары на рельсы 21 тс). Сила тяги длительного режима 322 кН (32800 кгс) при скорости 10, 7 км/ч. Максимальная скорость тепловоза 95 км/ч, наименьший радиус проходимых кривых 80 м. Запас топлива на тепловозе 6000 л, песка 2000 кг: воды 1500 кг и масла дизеля 800 л.
При электрическом торможении энергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, превращается в тепловую в тормозных резисторах (номинально 1100 кВт) и в механическую, которая затрачивается на вращение валов главного генератора, дизеля и связанных с ним вспомогательных машин (номинально 250 кВт); общая тормозная мощность 1350 кВт. В данном случае, как и на тепловозах ЧМЭ3М, применено реостатное и электродинамическое торможение. Максимальное тормозное усилие тепловоза при скорости 3-17 км/ч составляет 334 кН (34 000 кгс).
При нарушении нормальной работы электронной системы возбуждений тягового генератора предусмотрена возможность работы тепловоза в режиме тяги с пониженными силой тяги [до 85 кН (8700 кгс)] и скоростью (до 25 км/ч).
