КОЛЁСНО-МОТОРНЫЙ БЛОК ТЕПЛОВОЗА
DIESEL LOCOMOTIVE GEARED WHEEL UNIT

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в бесчелюстных тележках тепловозов.
Известен колесно-моторный блок тепловоза ТЭЗ, описанный и показанный на стр.120-122, рис.79 и рис.80 в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов, обучающихся по специальности локомотивостроение/А.А.Камаев и др. Под ред. А.А.Камаева. - М.: Машиностроение, 1981». Такой колесно-моторный блок локомотива состоит из колесной пары с буксами, на оси которой с помощью моторно-осевых подшипников навешан тяговой электродвигатель. Другая его боковая сторона связана с помощью пружинной подвески с рамой тележки тепловоза.
Конструкция указанного колесно-моторного блока широко применяется на различных типах современных тепловозов, таких как, например, 2ТЭ 116 (см. книгу «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-е, доп., под ред. Иванова В.Н. М.: Транспорт, 1974, стр.117, рис.70»). Существенным недостатком такого тепловоза и, в частности, колесно-моторных блоков, установленных на его трехосных бесчелюстных тележках, является то, что при преодолении им кривых пути происходит повышенный износ гребней колесных пар, что в дальнейшем требует значительных затрат при ремонте тепловозов.
Известен также колесно-моторный блок локомотива, описанный в патенте RU 2432278, у которого тяговый электродвигатель снабжен двумя опорными приливами, разнесенными по его длине и связанными своими пружинами с рамой тележки локомотива, а моторно-осевой подшипник размещен в центральной части упомянутого тягового электродвигателя, опертого в середине пролета между колесами колесной пары на ее ось. Такая конструкция позволяет упростить навеску ТЭД на колесную пару и получить некоторую экономию дефицитного цветного материала при изготовлении моторно-осевых подшипников. Однако и такому колесно-моторному блоку, а следовательно, например, и тепловозу 2 ТЭ 116, на котором он может быть смонтирован, присущи те же недостатки, что и аналогу, так как и он не решает задачу по снижению износа гребней колес колесных пар при одолении им кривых пути.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такого колесно-моторного блока для трехосной бесчелюстной тележки тепловоза, который бы повысил техническую надежность колесных пар за счет снижения износа гребней их колес.
Поставленная цель достигается тем, что на раме тележки в продольной ее плоскости со стороны опорных приливов и пружинной подвески каждого из двух крайних ее тяговых электродвигателей установлены по два гидроцилиндра, а их штоки с помощью вертикальных шарниров закреплены на упомянутых опорных приливах, и последние соединены трубопроводом с гидростанцией, расположенной в кузове тепловоза, через гидрораспределитель, жестко закрепленной на тележке, золотник которого взаимосвязан с кузовом тепловоза, причем так, что при движении тепловоза по прямому участку пути под давлением находятся обе их подпоршневые полости, а при входе в кривую пути, в зависимости от ее направления, у одного гидроцилиндра давление рабочей жидкости подается в надпоршневую, а у другого - в подпоршневую полости и наоборот.
На фиг.1 показана часть тепловоза с трехосной тележкой, вид сбоку, на фиг.2 - принципиальная схема управления колесно-моторного блока, вид сверху, и на фиг.3 - узел укрепления механизма управления колесно-моторного блока.
Колесно-моторный блок тепловоза состоит из двух крайних 1 и 2 и одного среднего 3 тяговых электродвигателей, опертых с одной стороны с помощью моторно-осевых подшипников 4 на колесные пары 5, а с другой - через опорные приливы 6 и пружинные подвески 7 на раму тележки 8. Опорные приливы 6 снабжены пальцами 9, шарнирно связанными со штоками 10 поршней 11, подвижно расположенных в гидроцилиндрах 12, причем последние также с помощью пальцев 13 связаны шарнирно с рамой тележки 8. Подпоршневые и надпоршневые полости гидроцилиндров 12 связаны соответственно трубопроводами 15, 16, 17, 18 с гидрораспределителем 19, жестко закрепленным на раме тележки 8, а его золотник 20 соединен с кузовом 21 тепловоза, внутри которого расположена гидростанция 22, и последняя с помощью трубопровода 23 соединена с гидрораспределителем 19. Колесные пары 5 при помощи букс 24 соединены с пружинами рессорного подвешивания 25, связанными с рамой тележки 8. Тепловоз расположен на рельсовом пути 26. Гидрораспределитель также снабжен трубопроводом 27, связанныим с гидростанцией 22.
Работает колесно-моторный блок тепловоза следующим образом. При движении тепловоза, например, по стрелке А по прямолинейному участку рельсового пути 26 его детали сохраняют такое положение, как это показано на фиг.2, а это происходит потому, что давление рабочей жидкости, создаваемое гидростанцией 22, которое поступает по трубопроводам 23, 15 и 16 по стрелкам В и С, устойчиво обеспечивает положение колесной пары 5 относительно рельсового пути 26, исключая тем самым влияние последней. Следует отметить, что отсутствие поводков в рессорном подвешивании тележки у данной колесной пары 5 не снижает тяговой способности тягового электродвигателя 1 и соответственно тягового электродвигателя 2, так как роль последних выполняют штоки 10 гидроцилиндров 12. Предположим теперь, что тепловоз вошел в кривую рельсового пути 26, поворачиваясь, например, по стрелке Е (см. фиг.2). В этом случае рама тележки 8 получает угловой поворот по этой же стрелке за счет набегания гребнями колес колесной пары 5 (такой процесс широко известен практике) тягового электродвигателя 1, а так как такой поворот происходит, то золотник 20 гидрораспределителя 19 также провернувшись относительно последнего, во-первых, обеспечит подачу давления в трубопровод 17 по стрелке К (в надпоршневую полость гидроцилиндра 12), а во-вторых, соединит трубопровод 15 с трубопроводом 27, который работает в данный момент на слив рабочей жидкости в направлении, обратном стрелке В, в гидростанцию 22. При этом гидроцилиндр 12, подключенный к гидрораспределителю 19 трубопроводами 16 и 18, останется в таком положении, как это показано на фиг.2, и поэтому колесно-моторный блок получает угловой поворот по стрелке Е относительно его пальца 9. Подобный угловой поворот происходит и с колесно-моторным блоком на другом конце рамы тележки 8, где размещен тяговый электродвигатель 2, только направление движения его будет происходить в направлении навстречу стрелке Е. Следовательно, при проходе кривой пути продольные оси колесных пар 5 тяговых электродвигателей 1 и 2 совпадут с радиусом кривой рельсового пути 26. Что же касается колесно-моторного блока, включающего тяговый электродвигатель 3, то он не подвержен указанным поворотам, так как продольная ось его колесной пары всегда будет расположена по радиусу кривой пути. Закончив проход кривой пути 26 и выхода тепловоза на прямой участок за счет поворота золотника 20, поршень 11 совместно со штоком 10 и тяговым электродвигателем 1 возвращается в исходное положение в направлении, обратном действию стрелки К. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с аналогом очевидно, так как оно направленно на повышение эксплуатационной и технической надежности тепловоза.