Тепловоз ЧМЭ3 — это чехословацкий маневровый тепловоз с электрической передачей с осевой формулой 3_О−3_О.

По состоянию на 2009 год тепловозы ЧМЭ3 (особенно в России и на Украине) кроме основных функций, зачастую используются, как локомотивы пригородных поездов на коротких малодеятельных участках^[1], в будущем планируется замена подобных поездов рельсовыми автобусами^[2].

Так как локомотив выполнен в габарите европейской колеи, многие тепловозы использовались и используются на евроколее в приграничных районах [бывшего СССР], где переплетаются пути 1520 и 1435 мм — в частности, на станциях Чоп, Вадул-Сирет, ЧМЭ3-4165), Брест, Свислочь и др.

История

Недостаточная мощность и сцепной вес ЧМЭ2 для маневровой работы с грузовыми поездами привели к необходимости проектирования и постройки на заводах «ЧКД-Прага» более сильных тепловозов. Было принято решение о постройке для железных дорог Советского Союза шестиосных маневровых тепловозов с электрической передачей. В конце 1963 года построено три опытных локомотива, получивших обозначение ЧМЭ3.

Был доработан дизель: мощность увеличена с 750 л.с. на ЧМЭ2 (модель 6S310-DR) до 1350 л.с. (модель K6S310DR).

В Советском Союзе опытные тепловозы ЧМЭ3 были направлены на маневровую работу на станцию Люблино Московской дороги. С 1965 года заводы ЧКД-Прага начали серийное изготовление ЧМЭ3 для поставки в СССР.

В дальнейшем в конструкцию тепловоза вносились отдельные изменения, например, было введено устройство для управления одним человеком. С номера 3775 изменили высоту крыши кабины — она стала на уровне капотов.

В 1971 году в столетний юбилей предприятий ЧКД-Прага был изготовлен тысячный тепловоз ЧМЭ3, а в октябре 1975 года пражский завод поставил двухтысячный ЧМЭ3. Тепловоз ЧМЭ3-2000 был также направлен в локомотивное депо Люблино Московской дороги, где с 1965 года уже работал ЧМЭ3-001. В июле 1979 года завод изготовил трехтысячный тепловоз (поступил в локомотивное депо Москва-Сортировочная), в сентябре 1982 года — четырехтысячный (депо Люблино) и, наконец, в ноябре 1985 года в депо им. Ильича (Москва) торжественно был принят пятитысячный тепловоз.

Тепловозы ЧМЭ3 выпускались по 1987 год включительно. Затем начался выпуск их модификаций ЧМЭ3М, ЧМЭ3^т, ЧМЭ3^э.

Всего было построено для СССР 7454 тепловоза ЧМЭ3 с учётом их модификаций — ЧМЭ3^э (с электронными блоками в цепях управления, строившихся с 1987 по 1989 год) и ЧМЭ3^т (с электродинамическим тормозом, строившихся с 1984 по 1991 год).

В 1991 году первый экземпляр серии ЧМЭ3 — № 0001 — был передан в железнодорожный музей на Варшавском вокзале Санкт-Петербурга.

Последний тепловоз ЧМЭ3^т−7454 для МПС СССР пересек границу 31 декабря 1991 года. После развала СССР и СЭВа завод «ЧКД Прага» не получил ни денег за последнюю партию ЧМЭ3^т, ни новый заказ из России.

В 1992 году Украина заказала еще пять ЧМЭ3^т с номерами 7455-7459, но купили только два — 7455 и 7456 (1994 г.в.) - они поступили в эксплуатацию в депо Дарница (Юго-западная ЖД УЗ). 7457-ой оказался в Ярославле на одном из предприятий, а последние 7458 и 7459 ушли в Эстонию (1994 г.в.) в депо Таллинн.

Механическая и пневматическая часть

Тепловоз имеет две трёхосные тележки. Главная рама подвешена к каждой из тележек за четыре люлечных болта с амортизирующими резиновыми шайбами, люлечная подвеска за счёт веса тепловоза обеспечивает его удержание над тележками и возвращение при относе, но из-за того, что вес машины воспринимается резьбой болтов, подвешивание в процессе эксплуатации становится неразборным; для выкатки тележки приходится перерезать болты. Каждая букса находится внутри балансира (рычага), одним концом балансир соединён через сайлентблок с кронштейном рамы тележки, на другой рама тележки опирается через пружины с гидравлическим гасителем. Тяговые двигатели — с опорно-осевой подвеской. Благодаря сайлентблокам и гидрогасителям у тепловоза мягкий ход, но при несвоевременном обслуживании амортизаторы теряют масло, начинается сильная раскачка машины при движении. Также случаются разрывы изготовленных из сравнительно тонкой стали кожухов зубчатых передач, при этом от работы без смазки и перегрева заклинивают подшипники тяговых двигателей (моторно-якорные подшипники, МЯП).

Дизель рядный шестицилиндровый рабочим объёмом 163 л, с турбонаддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Мощность при номинальных оборотах 750 мин^-1 — 1350 лс, частота вращения на холостом ходу — 350 мин^-1. Поршень выполнен с камерой сгорания, его диаметр — 310 мм, ход — 360 мм, масса — 42 кг. На каждый цилиндр приходятся четыре клапана верхнего расположения и одна форсунка, привод клапанов — через роликовые толкатели. На дизеле установлены три насоса, шестерённый масляный и два водяных, первый работает в основном контуре охлаждения, вода которого омывает блок цилиндров, а второй во вспомогательном контуре, вода которого охлаждает водомасляный теплообменник, в котором охлаждается масло дизеля, и охладитель наддувочного воздуха.

Наиболее мощные вспомогательные агрегаты тепловоза, главный вентилятор холодильника дизеля и воздушный компрессор, имеют привод от дизеля через отдельные отключаемые гидромуфты. Включаются гидромуфты при заполнении маслом из системы дизеля, при этом на холостых оборотах дизеля из-за низких давления масла и оборотов разгон компрессора затягивается, для его ускорения иногда приходится повышать обороты дизеля. Двухмашинный агрегат (объединяющий в себе вспомогательный генератор, вырабатывающий напряжение 110 В для цепей управления и освещения, и возбудитель) и два вентилятора охлаждения тяговых двигателей приводятся через клиноременные передачи, дополнительный вентилятор холодильника дизеля приводится электродвигателем, питающимся от вспомогательного генератора.

Тормоз тепловоза — колодочный пневматический. Тормозные цилиндры наполняются напрямую от кранов вспомогательного тормоза № 254, установленных у основного и вспомогательного пультов управления, краны подключены через переключательный клапан — какой кран даёт большее давление, тот и подключается к тормозным цилиндрам. Дополнительно первый кран используется как повторитель (реле давления), наполняющий тормозные цилиндры при срабатывании воздухораспределителя № 483 автоматического тормоза, второй кран используется как повторитель для дистанционного управления. Управляемые с переносных пультов тормозной и отпускной вентили создают в специальном резервуаре-компенсаторе давление, равное которому создаётся краном № 254 в тормозных цилиндрах.

Электрическая часть

Главный (тяговый) генератор постоянного тока TD-802 установлен на раме дизеля и приводится напрямую от его коленчатого вала. Генератор имеет десять главных полюсов, мощность 885 кВт и самовентиляцию, что типично для генераторов тепловозов небольшой мощности — ТЭ2, ТЭМ2. При пуске дизеля генератор питается от аккумуляторной батареи, работая как двигатель последовательного возбуждения, в режиме тяги — как генератор независимого возбуждения. Выработанный генератором ток подаётся на три группы тяговых электродвигателей, в каждой из которых по два последовательно соединённых двигателя, последовательное соединение сделано для согласования параметров генератора и двигателей — без превышения тока генератора ток тяговых двигателей (а, значит, и сила тяги) сохраняется на достаточном уровне, а за счёт большего падения напряжения на последовательно соединённых двигателях тепловоз быстрее выходит на номинальную мощность (P = I * U), что важно при маневровой работе. Каждая группа подключается к генератору своим поездным пневматическим контактором и может быть выключена при неисправности.

Входящий в состав двухмашинного агрегата возбудитель используется для регулирования мощности электропередачи. Вырабатываемое им напряжение зависит от нескольких входных величин, иначе говоря, возбудитель служит вращающимся электромашинным усилителем (амплидином, англ. amplifier — «усилитель» и dynamic — движущийся) входных сигналов . На полюсах (статоре) возбудителя намотаны три отдельные обмотки возбуждения, магнитные потоки которых складываются и создают общий (результирующий) поток, от результирующего потока и частоты вращения возбудителя зависит вырабатываемое им напряжение. Это напряжение подаётся на обмотки возбуждения главного генератора. Первая (независимая, 1F) обмотка питается напряжением 110 В от вспомогательного генератора через резистор, сопротивление которого уменьшается по мере перевода контроллера на высшие позиции. Эта обмотка задаёт предельную мощность, снимаемую с дизеля, в зависимости от позиции (оборотов).

Вторая обмотка (параллельная, D) питается от самого возбудителя, также через резистор, но его сопротивление при наборе позиций увеличивается. Эта обмотка обеспечивает плавность регулирования нагрузки, а также, отключаясь с помощью реле боксования при боксовании тепловоза, даёт снижение мощности для выхода из боксования. Резистор в её цепи устраняет зависимость напряжения возбудителя от частоты вращения. Третья обмотка (противокомпаундная, 2F) подключена параллельно добавочным полюсам главного генератора и поэтому её ток прямо зависит от тока главного генератора и тяговых двигателей, а направление тока в обмотке таково, что она действует против двух других, уменьшая результирующий магнитный поток. При увеличении тока тяговых двигателей (например, при падении скорости из-за движения на подъём с тяжёлым поездом) результирующий магнитный поток возбудителя падает, с ним падают напряжение возбудителя, ток возбуждения главного генератора и в итоге ток тяговых двигателей. Этим не допускается перегрузка тягового генератора и дизеля. При падении тягового тока по мере разгона происходит обратный процесс — поддерживается оптимальная загрузка дизеля.

Модификации

ЧМЭ3М

С целью повышения экономичности тепловоза ЧМЭ3 конструкторы завода Локомотивка-Соколово несколько перепроектировали его. По новому проекту в 1977 году было построено два опытных тепловоза ЧМЭ3М. После испытаний они поступили в опытную эксплуатацию в депо Люблино.

Мощность дизеля возросла до 1500 л.с., внесено множество изменений в электрике, изменены некоторые параметры конструкции (длина рамы, ширина колёсной базы тележек). Служебная масса тепловоза увеличилась со 123 до 126 т, запас топлива возрос с 5000 до 6000 кг. Максимальная скорость повышена с 85 до 100 км/ч.

Было сделано всего два ЧМЭ3М, но применённое на них электронное оборудование и новые конструктивные решения ряда узлов и деталей в дальнейшем использовались заводами при создании тепловозов ЧМЭ3Т и ЧМЭ5.

ЧМЭ3^э

С 1987 года начался выпуск тепловозов ЧМЭ3^э. На тепловозах ЧМЭ3^э так же, как и на ЧМЭ3^т, установленно электронное оборудование, обеспечивающее реализацию максимальной мощности дизеля на низкой частоте вращения вала, которого не было на тепловозах ЧМЭ3, но не установлен реостатный тормоз.

В 1987 — 1989 годах осуществлялась поставка тепловозов серии ЧМЭ3^э. В 1987 г. опытный ЧМЭ3^э № 5932 поступил в СССР. В 1988 году была поставлена уже опытная партия из 25 локомотивов (№ 6220 — 6244). В 1989 г. было поставлено 220 шт. (№ 6665 — 6884).

Внешне тепловоз никаких особых отличий от ЧМЭ3 не имеет.

ЧМЭ3^т

В 1984 году завод «Локомотивка-Соколово» построил два опытных тепловоза ЧМЭ3^т с реостатным (электродинамическим) торможением (№ 4385 и 4596) и электронным оборудованием для реализации максимальной мощности дизеля на низкой частоте вращения вала. В остальном конструкция практически идентична ЧМЭ3.

Масса тепловоза ЧМЭ3^т (123 т), номинальная мощность (1350 л.с) и максимальная скорость такие же, как у тепловоза ЧМЭ3. Положительные результаты испытаний первых экземпляров стали основанием для выпуска в 1985 году опытной партии из 20 тепловозов ЧМЭ3^т, а затем и начала их серийного производства. Всего на железных дорогах бывшего СССР работает 1167 локомотивов серии ЧМЭ3^т.

Внешне от стандартного ЧМЭ3 не отличается, за исключением оборудования реостатного тормоза на крыше (у № 5070-5089) или небольшого квадратного возвышения на заднем капоте (выхлоп тормозного реостата) и заборных жалюзи с левой стороны капота (воздухозабор тормозного реостата) у № 5482-5531, 5784-5882, 6000, 6245-6664, 6885-7459), а также отсеками с перенесённой из заднего капота аккумуляторной батареей по бокам топливного бака.

Модернизации

В 1995—1996 гг специалисты ОАО «Пензадизельмаш» совместно с сотрудниками Уральского отделения ВНИИЖТ и ВНИТИ разработали документацию на модернизацию, а Мичуринский ЛРЗ установил новый дизель-генератор 1-ПД4В на тепловоз ЧМЭ3-5188, который получил обозначение ЧМЭ3П (в данном случае «П» — значит с пензенским дизелем).

Специалистами Коломенского завода был разработан проект модернизации ЧМЭ3 с установкой дизель-генератора семейства Д49 и реостатного тормоза. Первым тепловозом так модернизированным оказался ЧМЭ3-1026 Северной железной дороги. Он получил серию ЧМЭ3к-1026.

В 2008 году Ярославским Электровозоремонтным Заводом была проведена модернизация тепловоза ЧМЭ3-4342, в ходе которой старая ДГУ была заменена на две современных производства Ярославского Моторного завода. В связи с этим был подвергнут модернизации капот кузова, кабина машиниста и добавлены светодиодные буферные фонари. На данный момент, тепловоз приписан к депо Лихоборы Московской Железной дороги и обслуживает Малое Кольцо Московской Железной Дороги. Такой же модернизации подверглись ЧМЭ3-2781, 2365, 2134, 4423, 1246 и 6184.

Чешская фирма CZ LOKO a.s. разработала проект модернизации тепловозов серии ЧМЭ3. Фактически от старой машины остается рама и тележки, заменяется кузов и кабина, ставится дизель «ЧМЭ3П-1744 приписки ТЧ-6 Попасная; в Литве серию ЧМЭ3МЕ (ТЧ-2 Радвилишкис)$ в Латвии серию ЧМЭ3М.

CZ LOKO a.s. для БЧ предоставила технологию изготовления, а Лидское депо взялось за проект модернизации тепловозов ЧМЭ3 с присвоением новой серии ТМЭ. Работы ведутся в двух направлениях. В случае ТМЭ1 от старого тепловоза фактически остаются только рама и тележки. Устанавливается дизель-генератор LOCAT 3512/631 «Caterpillar» (с тяговым генератором «Siemens») мощностью 1455 кВт, а также новая кабина с кондиционером, термоблок для продуктов питания и умывальник. В случае ТМЭ2 — все аналогично, но устанавливается менее мощный дизель-генератор LOCAT 3508/631 «Caterpillar» мощностью 920 кВт. Такие тепловозы будут работать на станциях с небольшой загрузкой. По планам в 2011—2014 годах на Белорусской железной дороге планируется модернизировать 49 маневровых тепловозов. В том числе, в 2011 году изготовили их 12: девять — серии ТМЭ1 и три — серии ТМЭ2.

Чешская фирма ZOS Nymburk создала свой концепт модернизации. Фактически заменяется дизель, тяговый генератор, осовременивается электроника; капот, тележки и кабина остаются прежними. В частности по такому проекту в 2010 году были модернизированы шесть ЧМЭ3 принадлежащие Азербайджанской ЖД (все припиcки ТЧ-2 Баладжары), и еще четыре модернизированы в 2011 году.

Технические данные

• Осевая формула — 3_О−3_О
• Мощность дизеля — 1350 л.с.
• Максимальная скорость — 95 км/ч.
• Конструктивный вес с 2/3 запаса топлива, воды и песка — 123 т.

Ремонтные заводы

• Даугавпилсский локомотиворемонтный завод
• Мичуринский локомотиворемонтный завод
• Оренбургский локомотиворемонтный завод

Фотографии

• ЧМЭ3э-6752 на станции Киев-пассажирский

• ЧМЭ3-1990 на станции Киев-товарный

• Дизель-генератор тепловоза ЧМЭ3

• Тепловоз ЧМЭ3-1482 на ст. Волгоград-1

• Тепловоз ЧМЭ3-5758 на ст. Симферополь

• Аккумуляторный электровоз ЛАМ-01, переделанный из ЧМЭ3

Примечания