Гидравлическая передача на тепловозах
В одном из наших материалов рассказано об электрической передаче магистральных и маневровых тепловозов. В этой статье рассмотрим работу гидравлической передачи. Данный способ передачи крутящего момента занимает второе место после электрической, она применяется на очень многих локомотивах, в основном на маневровых и промышленных тепловозах, но присутствует и на некоторых магистральных. Работы по применению гидропередачи на локомотивах велись давно, строились экспериментальные машины. С 1956 года идея применения гидравлической передачи вновь была возрождена. Предполагалось, что при использовании гидропередачи тепловоз сможет реализовать более высокий коэффициент сцепления, чем при электрической передаче, а стоимость ремонта гидропередачи окажется ниже стоимости ремонта электрического оборудования.
На тепловозах применяются гидростатические и гидродинамические передачи
Гидростатические передачи состоят из гидронасоса, трубопровода и гидромотора. Гидродинамические передачи выполняются в виде гидродинамических трансформаторов (гидротрансформаторов) и гидродинамических муфт (гидромуфт). В сочетании с гидравлическими передачами работают зубчатые передачи. Если весь вращающий момент передается через гидротрансформатор или гидромуфту, то данная передача называется – гидравлической, а если одна часть момента передается через гидравлические аппараты, а другая часть через параллельно включенную ему механическую передачу, то передача называется – гидромеханической.
Гидротрансформатор представляет собой конструкцию, в которой размещены насосное колесо, турбинное колесо и неподвижный направляющий аппарат. Вращающий момент от насосного колеса к турбинному передается при помощи жидкости – масла. Направляющий аппарат может изменять передаточное отношение между насосным и турбинным колесами. Гидротрансформаторы применяются одноступенчатые и многоступенчатые, у которых имеется несколько ступеней турбины и направляющих аппаратов. Потерянная в гидропередаче энергия в виде тепла отводится с маслом, которое охлаждается в холодильниках тепловоза. Гидромуфта в отличие от гидротрансформатора не имеет направляющего аппарата, в связи с этим скорость вращения турбинного колеса не регулируется. На локомотивах также применяются комплексные гидротрансформаторы, которые могут работать как гидротрансформаторы и как гидромуфты. Управление гидропередачей электрическое.
Далее вращающий момент от гидротрансформатора через карданные валы передается на осевые редукторы и через них на колесные пары. На некоторых промышленных тепловозах (ТГМ1, ТГМ23) на отбойный вал, соединенный с дышловым механизмом, а через дышла на все колесные пары. Почти как на паровозе.
В СССР было спроектировано и построено немало экспериментальных тепловозов с гидропередачей, разрабатывал их и строил в основном Луганский (Ворошиловградский) тепловозостроительный завод (ВЗОР): ТГ100-001; ТГ102; ТГ105-001; ТГ106-001 и 002; пассажирский ТГП50 (Коломенского завода).
Также были закуплены в ФРГ опытные машины ТГ300 и ТГ400. Но большого применения данные магистральные тепловозы на наших железных дорогах не нашли.
В маневровом движении и особенно в промышленном железнодорожном транспорте тепловозы с гидропередачей получили очень широкое применение.
Но существует два типа магистральных локомотивов с гидромеханической передачей, которые трудятся уже давно на железной дороге Сахалина
С 1967 года Людиновский тепловоз строил двухсекционные магистральные машины ТГ16 для Сахалинской колеи шириной 1067 мм, мощность тепловоза в двух секциях составляет 3280 л.с. Данный тепловоз в нескольких единицах построен и для широкой колеи, только в этом исполнении он называется ТГ20.
С 2014 года Людиновский завод строит тепловоз ТГ16М, глубокую модернизацию ТГ16. Он рассчитан на стандартную и Сахалинскую колею, мощность его в двух секциях составляет 4000 л.с. Сейчас на острове завершена перешивка колеи на общероссийскую ширину (1520 мм), поэтому ТГ16М в недалеком будущем займет место ТГ16 на Сахалине.