ТЯГОВЫЙ ПРИВОД ТЕПЛОВОЗА
LOCOMOTIVE TRACTION DRIVE

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях трехосных бесчелюстных тележек тепловозов.
Известен тяговый привод тепловоза 2ТЭ10Л с опорно осевым подвешиванием, который состоит (см. книгу Конструкция и динамика тепловозов. Изд-е 2-ое доп. под ред. Иванова В.Н. М.: Транспорт, 1974 г., где на стр. 173-174, рис. 119 показан и описан тяговый привод) из колесной пары с буксами, на которую, с помощью моторно-осевых подшипников установлен тяговый электродвигатель причем, он также связан с помощью опорного прилива, через комплект винтовых цилиндрических пружин сжатия, с поперечиной рамы тележки. Несмотря на свою эффективность использования, такай тяговый привод обладает существенным недостатком заключающимся в том, что при движении тепловоза в кривых участках пути колесные пары не могут располагаться по радиусу относительно центра траектории такой кривой в результате чего происходит повышенный износ гребней колес колесных пар, что в итоге тепловозы значительное время простаивают в неплановых ремонтах и депо несут существенные трудовые затраты по последним.
Известен также тяговый привод тепловоза, например, ТЭ3 (см. книгу Конструкция, расчет и проектирование локомотивов: Учебник для студентов втузов / А.А. Камаев, Н.Г. Апанович В.А. Камаев и др. Под ред. А.А. Камаева М.: Машиностроение, 1981 г., стр. 120-122, рис. 79 и рис. 80.), конструкция которого вцелом подобна вышеописанной и поэтому ее недостатки аналогичны.
Поэтому, целью предполагаемого изобретения является разработка такой конструкции тягового привода тепловоза, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении ими кривой рельсового пути за счет расположения его колесной пары радиально относительно центра кривой рельсового пути.
Поставленная цель достигается тем, что на торцевой поверхности тягового электродвигателя, соосно шарниру навески его на поперечину рамы тележки тепловоза, жестко закреплен зубчатый сектор взаимосвязанный с зубчатой рейкой установленной на корпусе гидроцилиндра с двухсторонним штоком шарнирно присоединенном к продольным балкам рамы тележки, гидроцилиндр при помощи трубопроводов соединен с золотниковым гидрораспределителем, цилиндрический золотник которого имеет трехступенчатую форму и шарнирно связан с маятником также шарнирно закрепленным на поперечине рамы причем, торцевые поверхности золотника снабжены подпружиненными относительно них шариковыми клапанами нагнетательных трубопроводов связанных с гидронасосом гидростанции включающей в себя масляный бак соединенный также трубопроводами как с гидронасосом, так и сливной магистралью подключенной к упомянутому золотниковому гидрораспределителю.
На чертежах фиг. 1 показана принципиальная схема тягового привода тепловоза, а на фиг. 2 она же но вид сверху.
Тяговый привод тепловоза состоит из тягового электродвигателя 1 и шарнира навески 2 присоединенного к поперечине 3 рамы тележки. На тяговом электродвигателе 1 жестко закреплен зубчатый сектор 4 взаимосвязанный с зубчатой рейкой 5 жестко установленной на гидроцилиндре 6 и его штоки 7 с помощью шарниров 8 присоединены к продольным балкам 9 рамы тележки. Гидроцилиндр 6 соединен трубопроводами 10 с золотниковым гидрораспределителем 11 и его золотник 12 шарниром 13 связан с маятником 14, который при помощи шарнирам 15 соединен с поперечиной 3 рамы. Золотник 12 снабжен клапанами 16 расположенными в трубопроводах 17 присоединенных к гидронасосу 18, который соединен трубопроводом 19 с масляным баком 20. Причем последний своим сливным трубопроводом 21 связан с золотниковым гидрораспределителем 11. Тяговый электродвигатель 1 снабжен колесной парой 22 перемещающейся по рельсовому пути 23. Между клапанами 16 расположены винтовые пружины сжатия 24.
Работает тяговый привод тепловоза следующим образом. При поступательном прямолинейном его движении (на чертежах сам тепловоз не показан), все детали тягового привода находятся в таком положении, как это показано на фиг. 1 и фиг. 2. При этом известно (см. аналог и прототип), что при прямолинейном движении тепловоза (что характерно для бесчелюстных тележек) его колесные пары подвержены вилянию и в этом случае на гребнях колес колесных пар возникают поперечные силы вызывающие износ последних причем, такие усилия достигают значений порядка 2,0 тонн. В рассматриваемом же техническом решении подобного явления произойти не может, так как зубчатый сектор 4, жестко закрепленный на тяговом электродвигателе 1, связан своими зубьями с ответными выполненными на зубчатой рейке 5 жестко закрепленной на гидроцилиндре 6 причем, последний не может получить поступательного движения в поперечной плоскости тележки, так как рабочая жидкость, находящаяся в гидроцилиндре 16, удерживается золотником 12 (на фиг. 2 такое положение перекрытия золотником 12 трубопроводов 10 препятствует току рабочей жидкости из гидроцилиндра 6 в золотниковый гидрораспределитель 11 по стрелкам А). Такое положение золотника 12 поддерживает маятник 14, который находится в вертикальной плоскости тележки т.е. расположен перпендикулярно горизонтальной плоскости рельсового пути 23. Предположим теперь, что тепловоз, двигаясь прямолинейно по стрелке В. Известно, что железнодорожный путь в кривых создается путем превышения наружного рельса кривой над внутренним и тогда маятник 14 получив от такого превышения угловой поворот на шарнире 15 переместит шарнир 13 золотника 12 по стрелке F и получив движение в этом направлении обеспечит подачу давления рабочей жидкости в трубопровод 10 по стрелке К, что в итоге позволит гидроцилиндру 6 переместится по стрелке N. Но так как он связан зубчатой рейкой 5 с зубчатым сектором 4, то произойдет угловой поворот тягового электродвигателя 1 по стрелке М, что позволит его колесной паре 22 расположиться радиально относительно центра кривой рельсового пути. Одновременно с перемещением золотника 11 по стрелке F рабочая жидкость будет удаляться из гидроцилиндра 6 в трубопровод 10 по стрелке L и она в свою очередь через трубопровод 21 поступит в бак 20 по стрелке Т. После прохода кривой пути превышение рельс одного над другим прекращается и маятник 14 переводит золотник 12 в направление обратном стрелке F, что способствует перекрытию трубопроводов 10 так как золотник 12 расположится в положении, показанном на фиг. 2. Поворот тягового электродвигателя 1 в направлении стрелки S происходит подобно вышеописанному при этом, золотник 12 маятником 14 перемещается по стрелке Q в результате чего ток рабочей жидкости в трубопроводах 10 и 21 меняет свое направление. Далее описанные процессы углового поворота тягового электродвигателя 1 совместно с колесной парой 22 могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными конструкциями колесно-моторных блоков тепловозов очевидно, так как оно позволяет снизить износ гребней колес колесных пар тепловозов как при движении на прямых, так и кривых участков рельсового пути.