ТЕПЛОВОЗ

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и направлена на усовершенствование тепловоза ТГМ4. Она также может быть использована при модернизации тепловоза ТГМ4А.
Четырехосные тепловозы серии ТГМ4 и ТГМ4А предназначены для путевых и маневровых работ на путях шириной колеи 1520 мм со скоростью 55 км/ч, вписываются в западноевропейский габарит и могут быть использованы для колеи 1435 мм. Данные тепловозы отличаются друг от друга только конструкцией ходовых частей, из-за которой тепловозы имеют разный сцепной вес. Тепловоз ТГМ4 имеет сцепной вес 80 тс и ходовую часть, унифицированную с тепловозом ТГМ6А, а тепловоз ТГМ4А - сцепной вес 68 тс и ходовую часть на базе тепловоза ТГМ3Б.
Известен тепловоз ТГМ4 (Тепловозы ТГМ4 и ТГМ4А: Руководство по эксплуатации и обслуживанию / Людиновский тепловозостр. з-д. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1985. - 208 с.; Стр.3-76).
Тепловоз ТГМ4 представляет собой четырехосный двухтележечный экипаж, объединенный главной рамой с кузовом и кабиной машиниста. Силовая установка расположена на сварной главной раме, которая передает нагрузку на рельсы через две двухосные тележки с центральным шкворнем. На каждую тележку рама опирается четырьмя скользящими опорами с резиновыми амортизаторами и текстолитовыми скользунами.
Тележки имеют сварные боковины с литыми челюстями и литые шкворневые балки. На каждой тележке установлено по четыре песочных бункера. Рама тележки опирается на колесные пары через рессорное подвешивание и буксы. Буксы колесных пар - роликовые, с бронзовыми осевыми упорами.
Кузов тепловоза капотного типа, включает в себя кабину машиниста, кузов машинного отделения, кузов над аккумуляторным помещением и кузов холодильной камеры. На задней стенке кабины машиниста установлены четыре окна, на боковых стенках - по два. В кабине машиниста расположены: стационарный пульт, с которого ведется управление тепловозом и наблюдение за приборами, контролирующими работу силовой установки; выносной пульт со стороны помощника машиниста для удобства управления тепловозом на маневрах; шкаф электроаппаратуры и ряд других устройств. Система управления в кабине машиниста - аналогового типа. В кузове машинного отделения расположены: дизель, гидропередача, компрессор, двухмашинный агрегат, маслоохладитель гидропередачи и ряд других вспомогательных механизмов.
Дизель 211Д-3 представляет собой шестицилиндровый четырехтактный с рядным расположением цилиндров двигатель водяного охлаждения, с газотурбинным наддувом и охлаждением надувочного воздуха. Полная мощность дизеля 750 л.с. при n=1400 об/мин. Пуск дизеля осуществляется электростартером, получающим питание от аккумуляторной батареи. Воздух для дизеля поступает через воздухоочиститель. Возможен забор воздуха как снаружи, так и из кузова (при неблагоприятных атмосферных условиях). В кузов воздух поступает из атмосферы через сетчатые фильтры, расположенные по обеим сторонам боковых стенок кузова машинного отделения, в связи с чем двери дизельного помещения уплотнены. Отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через выпускную трубу, оборудованную эжекционным устройством и искрогашением.
От дизеля через эластичную муфту вращение передается на гидропередачу, а от нее через карданные валы и осевые редукторы - на все четыре оси колесных пар тепловоза. Реактивный момент осевых редукторов тягами с амортизаторами передается на шкворневую балку тележки.
На тепловозе установлена гидравлическая передача мощностью 750 л.с., которая обеспечивает трансформацию (изменение) момента двигателя в период трогания локомотива с места и разгона его, а также плавное автоматическое изменение силы тяги и скорости в зависимости от веса поезда и профиля пути. Гидропередача позволяет осуществить два режима движения (маневровый и поездной) и реверсирование на каждом режиме при остановке тепловоза.
3
Для питания тормозной системы, воздушных устройств системы автоматики управления тормозом, работы песочной системы и системы звуковых сигналов установлен поршневой компрессор ВУ 3,5/9-1450, приводимый во вращение через упругую муфту от вала отбора мощности дизеля. Компрессор поршневой, двухцилиндровый с V-образным расположением цилиндров. При номинальной частоте вращения входного вала 1000 об/мин производительность компрессора 3 м/мин.
Двухмашинный агрегат представляет собой соединение двух машин постоянного тока: вспомогательного генератора и генератора. Вспомогательный генератор применяется для питания цепей управления и оснащения, а также заряда аккумуляторных батарей. Генератор предназначен для питания электродвигателя вентилятора холодильника. Привод двухмашинного агрегата механический, через клиноременную передачу.
В задней части машинного отделения установлен маслоохладитель гидропередачи. В передней части тепловоза расположен холодильник, состоящий из водяных секций и вентилятора. В холодильной камере установлен маслоохладитель дизеля.
В задней части тепловоза имеются помещения для воздушных резервуаров и аккумуляторных батарей. Аккумуляторная батарея служит для освещения тепловоза и пуска дизеля.
На тепловозе размещены три топливных бака: один под кабиной машиниста и два в средней части (под рамой тепловоза). Баки соединены между собой. Забор топлива происходит из левого бака.
Тепловоз оборудован автоматическим и ручным тормозом, пневматическими стеклоочистителями, скоростемером 3СЛ2М-150, подогревателем топлива, двумя углекислотными огнетушителями ОУ-5 и одним огнетушителем ОХП-10, приводом для расцепки автосцепки из кабины машиниста, воздушной системой для разгрузки саморазгружающихся вагонов, системой бдительности машиниста, местом под установку радиостанции и другими устройствами, облегчающими его эксплуатацию и повышающими безопасность движения.
Однако известный тепловоз ТГМ4 имеет следующие недостатки:
- в состав тепловоза входят сложные устаревшие устройства и агрегаты, затратные в обслуживании, поскольку требуют высокой трудоемкости, например, аналоговая система управления, двухмашинный агрегат постоянного тока, состоящий из генератора и вспомогательного генератора, топливная система, масляная система, система карданных валов, холодильная установка с секциями маслоохлаждения и наддувочного воздуха.
- большой расход топлива при эксплуатации тепловоза из-за отсутствия в дизеле электронной системы управления, обеспечивающей контроль подачи топлива топливной системой и масла масляной системой, а отсутствие электронной системы управления в кабине машиниста не позволяет производить постоянный мониторинг дизеля;
- окна кабины машиниста имеют ограниченный обзор для машиниста, что отрицательно влияет на безопасность движения, кроме того, при малом расходе стекла при изготовлении окон требуется больший расход металла для строительства кабины машиниста, что увеличивает себестоимость тепловоза;
- высокая себестоимость при изготовлении тепловоза за счет большой металлоемкости, поскольку в состав тепловоза входят элементы и агрегаты, имеющие большие габариты, например, кузов, дизельный двигатель, аналоговая система управления, двухмашинный агрегат, глушители выхлопных газов, холодильная установка, тормозное оборудование, аккумуляторные батареи.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение экономичности тепловоза счет: уменьшения веса тепловоза и снижения металлоемкости благодаря установке в кузове малогабаритных, основанных на электронике устройств и агрегатов; экономии топлива благодаря применению топливной системы с высоконапорным впрыском посредством насос-форсунок, экономии песка благодаря установке в каждом песочном бункере форсунки с дозированной подачей песка; автоматизации управления тепловозом благодаря применению электронной системы управления кабины машиниста и электронной системы управления дизеля, а также связи этих систем между собой.
Для достижения указанного технического результата в тепловозе, содержащем ходовую часть в виде двух тележек, объединенных главной рамой с кабиной машиниста и кузовом, силовую установку с дизелем, гидропередачей и муфтой привода гидропередачи, генератор вспомогательных машин, глушители выхлопных газов, холодильную установку, вентилятор, тормозное оборудование, аккумуляторные батареи, топливные баки, расположенные под рамой тепловоза и соединенные между собой, при этом на каждом песочном бункере установлено по четыре песочных бункера, согласно полезной модели, высота кузова ограничена до нижней части переднего и заднего окон кабины машиниста, имеющей панорамную конструкцию, в противоположных концах кабины машиниста смонтированы два пульта управления с монитором, внутри которых установлена микропроцессорная система управления, в качестве дизеля силовой установки использован малогабаритный дизельный двигатель с генератором переменного тока и микропроцессорной системой управления, связанной с микропроцессорной системой управления кабины машиниста, в качестве топливной системы дизеля применена топливная система с высоконапорным впрыском посредством насос-форсунок, в масляную систему дизеля включен самоочищающийся режекторный фильтр, в качестве генератора вспомогательных машин применен синхронный бесщеточный трехфазный генератор переменного тока, в качестве глушителей выхлопных газов использованы автомобильные глушители, в качестве холодильной установки применена малогабаритная холодильная установка радиаторного типа с двухконтурной системой охлаждения, с избыточным давлением и с замкнутой циркуляцией, в качестве вентилятора использован вентилятор с асинхронным электроприводом переменного тока, тормозное оборудование обеспечено системой электронного управления, связанной с микропроцессорной системой управления кабины машиниста, кроме того на тепловозе установлен конденсаторный пуск автомобильного типа, а в качестве аккумуляторной батареи применены две аккумуляторные батареи автомобильного типа напряжением 12 В и емкостью от 75 до 190 А.ч. каждая, а в каждом песочном бункере установлена форсунка с дозированной подачей песка.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг. 1 представлен заявленный тепловоз с размещенным внутри него оборудованием - вид сбоку; на фиг. 2 - то же - вид сверху.
Тепловоз сконструирован при комплексном усовершенствовании первоначального тепловоза ТГМ4 с использованием его ходовой части (тележек) 1 и главной рамы 2 (фиг. 1-2).
Тепловоз представляет собой четырехосный двухтележечный экипаж, объединенный главной рамой 2 с кузовом и кабиной машиниста 5 (фиг. 1). На каждую тележку 1 главная рама 2 опирается четырьмя скользящими опорами с резиновыми амортизаторами и текстолитовыми скользунами (на фигурах не видны). Тележки 1 имеют сварные боковины с литыми челюстями и литые шкворневые балки. На каждой тележке установлено по четыре песочных бункера 25. Содержащаяся в каждом песочном бункере 25 форсунка 23 разработки ОАО «ВНИИЖТ» и ОАО «МРМЗ» имеет систему дозированной подачи песка под колеса локомотива при необходимости увеличения сцепления их с рельсами. Конструкция форсунки 23 обеспечивает: точную настройку и устойчивую во времени подачу песка в зону контакта колеса с рельсом с оптимальными для условия сцепления расходами в режимах тяги и подталкивания; устойчивую экономию расхода песка не менее 25%; снижение загрязнения верхнего строения пути песком.
Рама тележки 1 опирается на колесные пары через рессорное подвешивание и буксы 22. Буксы 22 колесных пар - роликовые, с бронзовыми осевыми упорами. На буксе установлен электронный датчик скорости 24.
Кузов тепловоза низкого капотного типа и включает в себя: кузов машинного отделения 3, кузов холодильной камеры 4 и кузов компрессорного отсека 6. Кузов тепловоза выполнен низким за счет применения в нем малогабаритных, основанных на электронике, устройств и агрегатов, что обеспечивает экономию материалов при строительстве тепловоза и снижение веса тепловоза. Высота кузова ограничена до нижней части переднего и заднего окон кабины машиниста. Низкий кузов имеет одностворчатые двери, люки, съемные элементы крыши (на фигурах не показаны). Низкая высота конструкции кузова тепловоза и применение в нем малогабаритных, основанных на электронике, устройств и агрегатов способствуют повышению экономичности тепловоза за счет уменьшения металлоемкости и снижения веса. Кроме того, низкая высота конструкции кузова позволила сконструировать кабину машиниста панорамного типа (с большими окнами), что обеспечило экономию металла при строительстве кабины.
В кузове машинного отделения 3 расположены: дизель (дизельный двигатель внутреннего сгорания) 7, гидропередача 8, генератор вспомогательных машин 9 (фиг. 1-2), глушитель выхлопных газов 10 (фиг. 1).
Силовая установка расположена на сварной главной раме 2, которая передает нагрузку на рельсы через две двухосные тележки 1 с центральным шкворнем. Силовая установка включает: дизель 7, гидропередачу 8, муфту привода гидропередачи (на фигурах не показана).
В качестве дизеля 7 использован малогабаритный дизельный двигатель внутреннего сгорания QST30L мощностью 650 кВт производства фирмы Cummins (США). Благодаря компактным габаритным размерам данный дизель обеспечивает доступность к зонам обслуживания, занимает меньше места и не требует большой высоты кузова. В систему дизеля 7 входят: топливная система, водяная система, масляная система, генератор. В качестве топливной системы применена топливная система с высоконапорным впрыском посредством насос-форсунок, обеспечивающая оптимизацию реакции дизельного двигателя с целью экономии топлива и максимального снижения эмиссии. Дизель 7 имеет электронную микропроцессорную систему управления, связанную с микропроцессорной системой управления, установленной в пультах управления кабины машиниста. Программируемые свойства микропроцессорной системы управления дизеля оптимизируют работу дизеля к специфическим рабочим циклам и обеспечивают автоматическую корректировку его параметров для достижения оптимальных результатов, а также позволяют системе управления кабины машиниста обеспечить непрерывный мониторинг условий работы дизеля. Связь микропроцессорной системы управления дизеля с микропроцессорной системой управления кабины машиниста позволяет машинисту автоматически контролировать работу дизеля, что не требует высокой трудоемкости и затрат на дополнительное обслуживание и способствует повышению экономичности тепловоза. Масляная система содержит систему предпусковой смазки, предотвращающую запуск без давления смазки, в результате чего предотвращается сухой пуск и увеличивается срок службы дизельного двигателя, а значит, не требуется частый ремонт последнего, что повышает экономичность тепловоза. В масляную систему включен режекторный фильтр Eliminator (на фигурах не показан), самоочищающаяся сердцевина которого помогает снизить проблемы с заменой масляного фильтра и фильтрацией, что позволяет на 90% снизить затраты на обслуживание масляной системы. Элементы из нержавеющей стали самоочищающегося режекторного фильтра способствуют отделению частиц загрязнителей размером до 20 микрон. При этом 95% потока масла, прошедшего фильтр, возвращается в дизельный двигатель, а оставшиеся 5% потока направляются в привод, вращающий вал фильтра с частотой 1 оборот за 90 секунд. После чего масло поступает в центрифугу, обеспечивающую отделение загрязнителей размером до 2 микрон. Самоочищающийся режекторный фильтр требует обслуживания только каждые 1500 моточасов с возможностью фильтрации топлива до 1500 моточасов, что позволяет экономить на его обслуживании. Электронная система управления дизельного двигателя производит постоянный мониторинг рабочего цикла дизеля и коэффициента загрузки масляной системы, удаляя малые количества используемого масла и заменяя новым маслом. Удаленное масло переносится в топливную систему, а затем сжигается в течение работы дизеля, что способствует продлению интервалов замены масла до 4500 моточасов и обеспечивает повышение экономичности тепловоза. Генератор дизеля предназначен для питания цепей управления, освещения и зарядки аккумуляторных батарей. Испытанный силовой цилиндр, цельный (одноэлементный) блок цилиндров, высокопрочные коленвал и шатуны, содержащиеся в дизеле 7, обеспечивают ресурс дизеля до капитального ремонта в количестве 3785400 литров топлива. Срок службы дизеля до капитального ремонта при коэффициенте загрузки менее 30% составляет 60000 моточасов, при коэффициенте загрузки более 50% - 40000 моточасов. Питание собственной системы дизеля - постоянного тока, напряжение 24 В. Дизель 7 оборудован системой аварийно-предупредительной защиты.
По обеим сторонам боковых стенок кузова машинного отделения расположен сетчатые фильтры (на фигурах не показаны), предназначенные для поступления в кузов воздуха из атмосферы, в связи с чем двери дизельного помещения уплотнены.
Включенная в силовую установку гидравлическая передача 8 обеспечивает трансформацию (изменение) момента двигателя в период трогания локомотива с места и разгона его, а также плавное автоматическое изменение силы тяги и скорости в зависимости от веса поезда и профиля пути. Гидропередача 8 позволяет осуществить два режима движения (маневровый и поездной) и реверсирование на каждом режиме при остановке тепловоза.
В качестве генератора вспомогательных машин, использовавшегося ранее на тепловозе ТГМ4 для питания электродвигателя вентилятора холодильника, применен синхронный бесщеточный трехфазный генератор 9 переменного тока серии ГС-200-БП напряжением 380 В, мощностью 200 кВт, производства ОАО «Электроагрегат» г.Курск. Данный генератор вспомогательных машин 9 предназначен для питания двигателя вентилятора, двигателя компрессора, а также всех вспомогательных агрегатов. Применение трехфазного генератора переменного тока обеспечивает уменьшение износа двигателей, что способствует долговечности и надежности работы тепловоза, в результате чего повышается его экономичность, поскольку отпадает необходимость в частых ремонтах генератора. Достоинством генератора переменного тока является и то, что к нему возможно подключение техники, предназначенной для ремонта пути.
В качестве глушителей выхлопных газов 10 использованы два автомобильных глушителя, выполненные в виде трубы и предназначенные для искрогашения и глушения шума. Малогабаритная и простая конструкция глушителей 10 обеспечивает экономию материалов и простоту обслуживания, что способствует повышению экономичности тепловоза.
Кузов холодильной камеры 4 содержит малогабаритную холодильную установку 13 с двухконтурной системой охлаждения, с избыточным давлением и с замкнутой циркуляцией. В холодильной установке использована шахта охлаждения радиаторного типа и один осевой вентилятор 12 с асинхронным электроприводом переменного тока. Применение вентилятора 12 дало возможность отказаться от трудоемкого обслуживания систем карданных валов, что обеспечивает повышение экономичности тепловоза. Система охлаждения заполнена незамерзающей жидкостью на основе этиленгликоля. В шахте охлаждения применены цельные радиаторы взамен на секционные, что повышает эффективность системе охлаждения, поскольку увеличивает эффективность охлаждения двигателя. Привод вентилятора - асинхронный двигатель переменного тока. Применение двигателя переменного тока в конструкции вентилятора способствует увеличению срока службы и надежности работы холодильной установки, что повышает экономичность тепловоза, поскольку снижается количество ремонтов данного двигателя. Низкая температура охлаждения воздуха после одноступенчатого турбонаддува снижает механические и тепловые напряжения в конструкции дизеля, уменьшая эмиссию. Кузов холодильной камеры 4 также содержит маслоохладитель гидропередачи 14 (фиг. 2). Контур охлаждения дизеля 7 автомобильного типа имеет малый круг и большой круг циркуляции охлаждающей жидкости, т.е.: малый круг - жидкость циркулирует по дизелю в маслоохладитель гидропередачи; большой круг - жидкость идет из дизеля в маслоохладитель, затем в радиаторы, а далее обратно в дизель. Указанный тип работы холодильной камеры предоставил возможность убрать секции маслоохлаждения и наддувочного воздуха, что способствует повышению экономичности тепловоза.
Кузов компрессорного отсека 6 содержит модуль тормозного оборудования (тормозной модуль) 17 (фиг. 1-2), винтовой компрессор 18 (фиг. 2), воздушные резервуары 19 (фиг. 2).
Тормозная система тепловоза основана на электропневматическом принципе работы. Тормозная система оборудована автоматическим электронным тормозом и рычажной передачей с односторонним нажатием колодок. Для получения высокой надежности пневматического тормозного оборудования применена система осушки сжатого воздуха. Тормозное оборудование - с электронным управлением, что обеспечивает повышение эффективности работы тепловоза. Тормозное оборудование с электронным управлением гораздо реже выходит из строя по сравнению с механическим оборудованием и не требует частого обслуживания и ремонта, что обеспечивает повышение экономичности тепловоза.
Модуль тормозного оборудования 17 предназначен для:
- управления пневматическим автоматическим тормозом тепловоза;
- управления вспомогательным тормозом тепловоза;
- разрядки тормозной магистрали по сигналу системы безопасности;
Модуль тормозного оборудования 17 состоит из: модуля, выполненного в виде шкафа с расположенным в нем тормозным оборудованием; тормозного оборудования, предназначенного для установки на пульте в кабине машиниста.
Шкаф с тормозным оборудованием включает:
- блок электропневматических приборов (БЭПП) - исполнительная часть крана машиниста с дистанционным управлением;
- блок компоновочный тормозного оборудования, состоящий из блока воздухораспределителя (БВР) и блока тормозного оборудования (БТО), предназначенный для управления давлением в тормозных цилиндрах в зависимости от изменения давления в тормозной магистрали и от управления краном вспомогательного тормоза, а также для замещения электродинамического тормоза при его отказе;
- блок исполнительный (БИ) электропневматического клапана автостопа ЭПК 151Д-1 (разработки ОАО «МТ3 «ТРАНСМАШ»), предназначенного для обеспечения разрядки тормозной магистрали темпом экстренного торможения по сигналу системы безопасности КЛУБ-У или аналогичной.
- реле давления (РД) (типа реле 404), предназначенное для управления давлением в импульсной магистрали;
- уравнительный резервуар (УР) объемом 20 л;
- электрические соединения между отдельными блоками, расположенными в шкафу и комплект электрических разъемов типа HARTING для внешних соединений;
- трубопроводы и фитинги из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, соединяющие отдельные блоки и предназначенные для подключения внешних пневматических соединений.
Тормозное оборудование, устанавливаемое на пульте в кабине машиниста, включает:
- контроллер крана машиниста;
- кнопку аварийного экстренного торможения;
- выключатель цепей управления;
- кран резервного управления;
- выключатель ЭПК (входит в состав ЭПК 151Д-1);
- электронный зуммер.
3
Для питания тормозной системы, воздушных резервуаров 19 системы автоматики управления тормозом, работы песочной системы и системы звуковых сигналов, вместо поршневого компрессора, установлен винтовой компрессор 18 с системой подготовки воздуха производительностью 3,5 м в минуту, мощностью 37 кВт. Винтовой компрессор 18 обеспечивает плавный пуск и время разгона до номинальной частоты вращения вала компрессора в пределах 2-4 с. Компрессор 18 имеет разгрузочное устройство, обеспечивающее запуск без противодавления, и двигатель переменного тока, который является более надежным по сравнению с двигателем постоянного тока и гораздо реже выходит из строя, что уменьшает количество его ремонтов и обеспечивает повышение экономичности.
Кабина машиниста 5 новой конструкции. Уменьшение высоты кузова тепловоза позволило сконструировать кабину панорамного типа с целью увеличения визуального обзора для машиниста. Увеличение визуального обзора машиниста способствует повышению безопасности и маневренности тепловоза. Для увеличения визуального обзора машиниста окна в кабине размещены с четырех сторон - по одному окну спереди, сзади и по бокам, - и занимают основную площадь каждой стенки кабины, что позволяет машинисту осуществлять наблюдение за движением на 360°. Боковые окна разделены на две створки с возможностью открытия одной из них. Большая площадь окон обеспечила экономию металла при строительстве кабины машиниста. Уменьшение веса кабины за счет снижения металлоемкости обеспечивает повышение экономичности тепловоза. В противоположных концах кабины машиниста смонтированы два диагонально расположенных пульта управления 26 с жидкокристаллическим монитором, рассчитанным на температуру от -40°C до +80°C. Использование двух пультов управления и способ их расположения обеспечивает удобство управления тепловозом с любой стороны кабины, при этом управление тепловозом может осуществляться одним машинистом. Пульты управления 26 содержат приборы, необходимые для управления поездом и наблюдением за движением поезда и за работой узлов и механизмов. Устройства информации и управления объединены на панелях каждого пульта управления 26 в функциональные группы. Информационная панель содержит: табло аварийно-предупредительной сигнализации, табло отказного оборудования, табло с отображением исполнения команд, связанных с выключением или переключением на резерв отказавших устройств. В пультах управления 26 вместо аналоговой системы установлена микропроцессорная система управления, регулирования и диагностики, которая занимает меньше места и обеспечивает быстродействие системе управления двигателем внутреннего сгорания. Кроме быстродействия микропроцессорная система управления обеспечивает простоту и надежность управления тепловозом, своевременно предупреждает о возможных неисправностях. Кроме того, микропроцессорная система управления способствует повышению экономичности тепловоза за счет экономии времени на управление тепловозом и за счет уменьшения трудоемкости, так как не требует частого обслуживания и ремонта. Пульты с микропроцессорной системой управления имеют небольшие габариты и небольшой вес, что способствует уменьшению веса тепловоза и снижению расходов на материалы, и, следовательно, обеспечивает повышение экономичности тепловоза. Около одного из пультов управления 26 установлен электронный модуль системы управления 16, соединенный с пультами управления 26 проводами.
Местонахождение машиниста указывается сигнализаторами, расположенными на торцах кабины. Кабина машиниста 5 отапливается с помощью теплообменников отходным теплом из двигателя внутреннего сгорания. В помещении кабины предусмотрены: шкафчик для размещения аптечки с набором медикаментов для оказания первой доврачебной помощи, холодильник и обогреватель пищи, ящик для хранения документации и инструмента, столики для приема пищи с нескользящей поверхностью и удобные кресла. Для поддержания необходимого микроклимата в крышу кабины машиниста вмонтирован кондиционер 15 автомобильного типа (фиг. 1), имеющий небольшие габариты. Кабина оборудована устройствами местного и аварийного освещения.
Тепловоз содержит помещение электрощитовой 11, в котором размещено электрооборудование, необходимое для эксплуатации тепловоза.
На тепловозе, вместо использовавшихся ранее трех топливных баков используются два топливных бака (т.к. снизился расход топлива), расположенные в средней части (под рамой тепловоза). Баки соединены между собой.
На тепловозе установлены тифоны малой и большой громкости.
Применяемые ранее для освещения тепловоза и пуска дизеля громоздкие аккумуляторные батареи заменены на малогабаритные устройства автомобильного типа, а именно: конденсаторный пуск 20 с четырьмя конденсаторами и две аккумуляторные батареи 21 любого типа, каждая из которых имеет емкость батареи автомобильного типа с максимальным напряжением 12 В и емкостью от 75 до 190 А.ч. каждая. Применение малогабаритного конденсаторного пуска и двух аккумуляторных батарей автомобильного типа способствует уменьшению веса тепловоза и позволяет уменьшить металлоемкость кузова, что обеспечивает повышение экономичности тепловоза. Кроме того, применение конденсаторного пуска и двух мощных аккумуляторных батарей увеличивает продолжительность работы осветительных приборов тепловоза и гарантирует своевременный пуск дизеля. В качестве аккумуляторных батарей могут быть применены свинцово-кислотные, никель-кадмиевые или любые другие аккумуляторные батареи с указанными параметрами. За счет уменьшения количества аккумуляторных батарей обеспечивается снижение стоимости на приобретение аккумуляторных батарей, а благодаря применению конденсаторного пуска обеспечивается снижение стоимости на обслуживание, что способствует повышению экономичности.
Вместо двух громоздких прожекторов на крыше тепловоза установлены четыре малогабаритных прожектора.
Тепловоз оборудован:
- автосцепкой, приводом для расцепки автосцепки из кабины машиниста и поглощающими аппаратами повышенной энергоемкости (не менее 70 кДж) с возможностью их замены без выкатки тележек и демонтажа других узлов;
- стеклоочистителями;
- путеочистителями;
- гребнесмазывателями;
- подогревателем топлива;
- розеткой для зарядки аккумуляторных батарей от постороннего источника;
- розеткой для подключения низковольтных цепей к внешнему источнику;
- устройством для подогрева теплоносителей дизеля и кабины управления при длительном отстое тепловоза в «горячем» резерве с отключенным дизелем;
- расходомером дизельного топлива;
- резервным топливным насосом;
- подкузовным освещением;
- огнетушителями;
Компоновка узлов и агрегатов тепловоза - блочная.
Тепловоз оборудуется комплексным локомотивным устройством безопасности с цифровым радиоканалом, обеспечивающим возможность дистанционного управления локомотивом по радиоканалу в аварийных ситуациях, а также средствами технологической радиосвязи для ведения переговоров и обмена дискретной информацией с напольными устройствами.
Система безопасности движения многоуровневая и в комплексе с системой управления обеспечивает управление всеми системами локомотива, бортовую диагностику, регистрацию параметров движения и режимов работы основного оборудования. Автоматизированное энергооптимальное и безопасное ведение поезда дополнено автоматическим управлением служебным торможением при отказе предыдущей подсистемы, а также контролем безопасности движения с функциями обмена устройствами сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), дополнением цифровой радиосвязью и экстренным торможением при отказе двух предыдущих подсистем.
В конструкции тепловоза предусмотрено рабочее и аварийное освещение. Светильники аварийного освещения автоматически переключаются к аккумуляторной батарее при внезапном отключении основного источника питания. Также имеется возможность включения вручную аварийного освещения.
Тепловоз работает следующим образом. Машинист тепловоза в кабине машиниста 5 включает рубильник питания аккумуляторной батареи 21, расположенный на пульте управления 26. С помощью микропроцессорной системы управления, расположенной в пульте управления 26 и соединенной с электронным оборудованием тепловоза, включает в электрощитовой 11 все защитные автоматы цепей управления и автоматы силовых цепей. Далее машинист тепловоза включает монитор и ключ зажигания на пульте управления 26 в кабине машиниста 5. Микропроцессорная система управления проверяет дизель 7 на наличие ошибок работоспособности и выдает их на монитор, если они есть. На пульте управления 26 машинист нажимает кнопку «Пуск дизеля», - в этот момент происходит топливо-прокачка и масло-прокачка дизеля. После того, как давление масла в дизеле 7 поднялось до достаточного давления, через датчик давления масла дизеля (на фигурах не показан) микропроцессорная система управления подает сигнал на замыкания катушек в конденсаторном пуске 20, и, ток из конденсаторов протекает до стартеров дизеля (на фигуре не показаны), - дизель запускается. С дизелем 7 через карданный вал запускается генератор вспомогательных машин 9, с которого 380 В переменного тока подается в электрощитовую 11. Далее микропроцессорная система управления подает напряжение из электощитовой 11 на модуль тормозного оборудования 17, винтовой компрессор 18 и в бортовую сеть. Машинист с помощью кнопки, расположенной на пульте управления 26, включает винтовой компрессор 18, после чего компрессор 18 накачивает воздух в воздушные резервуары 19. Микропроцессорная система управления диагностирует работоспособность винтового компрессора 18 и модуля тормозного оборудования 17. При наличии ошибок микропроцессорная система управления выдает их на монитор. С воздушных резервуаров 19 через реле давления (на фигурах не показано) воздух поступает в пневматическую и тормозную сеть трубопроводов. Дизель 7 прогрет до рабочей температуры, агрегаты включены, норму работу которых микропроцессорная система управления выдает на монитор. Машинист включает на пульте управления 26 тумблер направления движения тепловоза, при этом если все алгоритмы безопасности выдержаны в норме, то микропроцессорная система управления разрешает команду на включение гидропередачи 8. Тепловоз начинает движение, при этом джойстиком, имеющемся на пульте управления 26, машинист увеличивает количество оборотов дизеля 7, в результате чего увеличивается тяга и скорость тепловоза, и, наоборот, при уменьшении количества оборотов дизеля 7 снижается тяга и скорость тепловоза. Вентилятор 12, расположенный в холодильной камере, включается автоматически при перегреве дизеля 7 или при перегреве гидропередачи 8. Возможно включение вентилятора 12 вручную - с пульта управления 26, при этом температура отображается на мониторе. Датчик скорости 24 передает сигнал в микропроцессорную систему управления, при этом показания скорости отображаются на мониторе пульта машиниста.
Заявленный тепловоз является высоко экономичным, за счет значительного сокращения расходов на материалы благодаря особенностям конструкции кузова, установке в него малогабаритных технических устройств и агрегатов, имеющих более низкую себестоимость по сравнению с габаритными устройствами и агрегатами, а также за счет сокращения расходов на его обслуживание и ремонт благодаря полной автоматизации управления тепловозом, экономии, топлива, масла и песка.
В процессе эксплуатации предлагаемого тепловоза расходы на техническое обслуживание, технический ремонт и капитальный ремонт уменьшатся на 16535000 рублей или на 1102000 рублей в год, при этом экономия дизельного топлива составит 199000 рублей в год, а расходы на масло уменьшатся на 29600 рублей в год. Всего экономия на топливе и масле в год составит 228600 рублей.