Гибридные, газогенераторные локомотивы
В Советском Союзе активно проводилась исследовательская работа по экономии топлива – угля на паровозах и дизельного топлива на тепловозах. Как альтернатива рассматривалась идея создания гибридных локомотивов – теплопаровозов, а также попытка совместить работу дизеля на жидком топливе и генераторном газе, кстати, эта технология нашла применение в современных автомобильных двигателях – работа на жидком топливе и на сжиженном газе. Результатом этой работы стало создание опытных локомотивов, очень интересных по своей конструкции!
Теплопаровоз ТП1 – это гибридный локомотив, спроектированный под руководством конструкторов Льва Сергеевича Лебедянского и Михаила Николаевича Щукина на Коломенском паровозостроительном заводе в 1932 году. Данный локомотив был построен на базе паровоза серии ФД (Феликс Дзержинский) с осевой формулой 1 – 5 – 1, весом 158 тонн и конструктивной скоростью 85 км/час. Но дополнительно на паровозе был установлен двухтактный дизель, мощностью 2000 л.с. Мощность теплопаровоза составляла от 3000 до 3500 л.с., аналогичная мощности паровоза серии ФД. Дизель работал на генераторном газе, который вырабатывался в специальном газогенераторе, установленном в тендере локомотива, из угля. Таким образом уголь (антрацит) служил топливом для обычного паровоза и для дизеля. Часть угля сгорала в топке, а часть поступала в газогенератор. Теплопаровоз работал в таком порядке – трогание и разгон до скорости 10 км/час осуществлялись обычной паровой машиной, которая реализовывала мощность в диапазоне 1000 – 1500 л.с., затем запускался дизель и включался в работу, маховик дизеля был соединен с дышловым механизмом паровоза. Дизель добавлял еще 2000 л.с. мощности, таким образом суммарная мощность двух установок на ходу теплопаровоза составляла 3000 – 3500 л.с. Еще на этом локомотиве были установлены две будки машиниста – одна в обычном для паровоза месте (посредине), а вторая будка была поставлена в передней части теплопаровоза, как на магистральных тепловозах и электровозах. По конструкции теплопаровоз был максимально унифицирован со многими Советскими паровозами. С Декабря 1939 года теплопаровоз ТП1-1 совершил опытную поездку на участке Голутвин – Рязань, а в июне 1940 года был направлен на испытательное кольцо ВНИИЖТ на станции Щербинка, где совершил 76 поездок. В ноябре этого года был направлен на завод для устранения выявленных дефектов, откуда вернулся на станцию Щербинка в первой половине 1941 года. Но началась Великая Отечественная война и все работы по теплопаровозу ТП1 были прекращены и впоследствии не возобновлялись.
А в 1952 году конструкторы Харьковского завода транспортного машиностроения им. В.А. Малышева, на базе тепловоза ТЭ2 спроектировали и построили опытный трехсекционный грузовой тепловоз — ТЭ4. Локомотив работал как на обычном дизельном топливе, так и на генераторном газе, вырабатываемом в газогенераторе, расположенном в средней секции. Газогенератор вырабатывал «угольный газ» из угля (антрацита), для получения газа требовался сложный процесс – пропускание водяного пара над поверхностью с раскаленным углем. Так что, помимо самой газогенераторной установки в средней секции располагался запас угля и воды, тендер в общем. Вместо штатных дизелей Д50 на ТЭ4 были установлены дизели Д55, специально переоборудованные для работы и на генераторном газе.
Тепловоз в процессе работы использовал как обычное дизельное топливо, так и генераторный газ. Данная комбинированная система предполагала большую экономию дизельного топлива, но в итоге экономии не получилось, а ведь приходилось еще снабжать тепловоз углем и водой для газогенератора. Поэтому ожидаемый экономический эффект не произошел, да и конструкция получилась слишком сложной и тяжелой. Но тем не менее на примере этого локомотива Советскими конструкторами была апробирована технология «гибридного двигателя», которая с успехом применяется в современном мировом автомобилестроении. В 1953 году тепловоз поступил на испытательное кольцо на станции Щербинка, а затем для опытной эксплуатации в депо Верхний Баскунчак, Приволжской железной дороги. Затем немного поработал в депо Баладжары, Азербайджанской дороги, оттуда вернулся обратно, на Приволжскую дорогу.
Локомотив эксплуатировался в такой конструкции до 1960 года, когда стало понятно, что ничего прогрессивного и экономически выгодного тепловоз ТЭ4 не принес на железные дороги страны — среднюю секцию убрали, вместо дизелей Д55 были установлены штатные дизеля Д50 и локомотив трудился дальше в обычном исполнении. Только ему была присвоена нумерация – ТЭ2-001, когда всем тепловозам серии ТЭ2 присваивалась нумерация – ТЭ2-20-001 и далее.