Тепловоз

Тепловоз — локомотив (см.), имеющий в качестве первичной машины какой-либо двигатель внутреннего сгорания.

Появление тепловозов объясняется неэкономичностью паровозов, экономический коэффициент которых заключается в пределах от 4 до 9% (при нормальном давлении в котле, т. е. до 18—20 атмосфер), у тепловоза же он может доходить до 28 и даже 30%. Вследствие того, что большинство паровозов работает с коэффициентом не более 7%, тепловозы экономичнее паровозов в 3 ½ — 4 раза. (Начинающие появляться паровозы высокого давления — до 60 и даже до 100  атм. — обещают экономический коэффициент около 15%;  применение столь высоких давлений пара представляет значительные конструктивные и строительные трудности).

Фиг. 1.

Помимо экономичности, тепловоз имеет еще следующие преимущества перед паровозом: весьма малый расход воды (доходящей до 0), сокращение числа пунктов водоснабжения, экономия во времени на набор воды и топлива, сокращение времени стоянок, отсутствие горячего резерва («держания пара»), кратковременность первоначального пуска (отсутствие растопки), отсутствие дыма. Исключительное значение тепловозы приобретают в местностях безводных или с плохой водой.

Фиг. 2.

Соотношение между мощностью локомотива N в л. с.  силой тяги F в кг и скоростью его V в км/час имеет вид N = FV/270 , т. е., при постоянной мощности, сила тяги и скорость удовлетворяют равносторонней гиперболе АВ (Фиг. 1.) большая сила тяги EF при малой скорости ОЕ или, наоборот, НG при ОН), самая большая сила тяги требуется при трогании  поезда с места; ограничение силы тяги по сцеплению — KL и ограничение по цилиндрам (у паровоза) — МN. Вследствие того что у паровоза машина соединена с движущими осями непосредственно, паровоз осуществляет трогание поезда с места и различные скорости, благодаря возможности менять отсечку пара в широких пределах и также число оборотов от n = 0 до n = n_max. Характеристика паровоза близка в гиперболе АВ.

У всякого нормального двигателя внутреннего сгорания (см.) мощность обусловлена количеством горючего, сжигаемого в цилиндре, и количеством засосанного в цилиндр рабочего воздуха; поэтому здесь среднее индикаторное давление р_i меняется в узких пределах, т. е. почти постоянно, а в таком случае работа за один оборот зависит только от размеров цилиндра, а мощность пропорциональна числу оборотов машины. Если теперь связать двигатель с ведущими осями непосредственно, то, вследствие предыдущего, мощность его будет пропорциональна скорости движения тепловоза N= αV, что, вместе с предыдущим соотношением N = FV/270, дает F  = const, прямую CD на фиг. 1. Такая негибкая характеристика CD неприемлема для локомотива, ибо делает его излишне мощным при больших скоростях и недопустимо слабым — при малых. Если же приподнять CD до KL, получится двигатель излишне мощный и грузный, который будет часто работать с недогрузкой, что снизит его коэффициент полезного действия. Поэтому в современных тепловозах между двигателем и ведущими осями вводится какая-либо передача, делающая скорость тепловоз независимой непосредственно от числа оборотов двигателя и приближающая характеристику тепловоза к гиперболе.

До настоящего времени предложены следующие передачи для тепловозов (две первые передачи уже осуществлены на тепловозах и работают).

1) Электрическая — двигатель вращает динамо, посылающую электроэнергию в тяговые электромоторы ([С.С.С.Р.], завод Baldwin [С.-А.С.Ш.], American Locomotive Со [С.-А.С.Ш.]).

2) Механическая, зубчатая — между двигателем и ведущими осями включается коробка скоростей на 3 или 4 скорости, подобно автомобилю; характеристика представляет собой, в пределах возможного изменения числа оборотов двигателя, отрезки отдельных гипербол, пересевающихся между собой (и отрезки вертикальных прямых в местах перехода скоростей); для перехода со скорости на скорость переключаются муфты связанные с губчатыми колесами жестко.

Были предложены и продолжают изобретаться и другие передачи, несущие ту же службу, например, гидравлическая — при помощи гидравлических муфт, позволяющих при постоянном числе оборотов двигателя менять скорость вращения ведущего вала (отбойный вал), как то: гидравлический редуктор Феттингера (Föttinger), муфты Дженни (Janney), гидравлическая передача Ленца (Lenz) и др.; компрессорная передача, парокомпрессорная, газопаровая, осуществляющие тем или иным способом упругую связь в виде воздуха, пара или газа между дизелем и ведущими колесами. Эти последние передачи предложены главным образом русскими изобретателями и отчасти — за границей  (Италия).

Помимо изобретения и усовершенствования передач, возможен еще второй, совершенно самостоятельный путь развития тепловозов: усовершенствование двигателя, как такового, с целью получения локомотивного двигателя, способного к значительной перегрузке, к широкому изменению р_і и числа оборотов. Такой двигатель может быть непосредственно соединен о ведущими осями и позволит создать тепловозы непосредственного действия (Гриневецкий [С.С.С.Р.], зав. Зульцер [Швейцария]), в котором, вследствие отпадения лишней передачи, экономический коэффициент может быть еще несколько повышен. Вместе с этим отпадают приспособления для сграгивания поезда, которое осуществляется в тепловозе с передачей — либо сжатым воздухом, либо паром от небольшого запасного котла, или от аккумуляторной батареи. 

Ниже следует описание построенных и уже работающих тепловозов.

I. Тепловоз с электрической передачей. На экипаже  тепловоза устанавливается двигатель Дизеля, быстроходный (число оборотов от 400 до 750), и непосредственно соединенный с ним генератор постоянного тока, независимого возбуждения,  одно- или двухступенчатого (схема Вард-Леонарда). Ведущие оси приводятся в движение от электродвигателей с последовательным возбуждением. Различают два основных типа тепловозов с электрической передачей, в зависимости от рода привода ведущих осей: 1) индивидуальный, когда каждая ведущая ось имеет отдельный тяговый электродвигатель — одиночный или  сдвоенный; преимущества — идеальная равномерность вращающего момента, лучшее вписывание в кривые тепловоза; недостатки — большее число отдельных электродвигателей и наличие многих коллекторов, плохо доступных; 2) групповой привод, когда устанавливается один простой или сдвоенный тяговый электродвигатель на раме, а при больших мощностях — два; от якорей этих электродвигателей через зубчатую передачу движение передается слепому валу, а затем через ведущий спарник (заменяющий шатун) к ведущим осям, соединенным  спарниками. Достоинство — наличие небольшого числа хорошо доступных коллекторов; недостатки — наличие шатунного механизма и появление связанных с ним неуравновешенных сил и сложность конструктивного выполнения установки электродвигателя на раме.

Большим преимуществом тепловозов с электрической передачей является возможность держать двигатель Дизеля под постоянной нагрузкой и при постоянном числе оборотов, обеспечивающем наиболее благоприятные условия его работы. Регулирование силы тяги F в зависимости т скорости V происходит автоматически. Зависимость F = f(V) получается гиперболическая, если при больших скоростях применять шунтирование магнитного поля у тяговых электродвигателей или переключение с параллельного на последовательное соединение генераторов (Гаккель) или отдельных групп тяговых моторов (Лемп).

1. Тепловоз профессора Гаккеля  1-3+4+3-1 (фиг. 2; построен заводом «Красный Путиловец», СССР).

Общие сведения.

Длина между буферами, мм – 22760

База полная, мм – 19360

База жесткая (наибольшая), мм – 4500

Вес служебный общий, т – 182

Вес служебный сцепной, т – 160

Нагрузка сцепной оси, т – 16

Нагрузка бегунковой оси, т – 10

Запас топлива, т – 8

Запас воды, т – 2

Запас смазки, т – 1

Диаметр движущих колес, мм – 1050

Наибольшая скорость, км/ч – 75

Наибольшая сила тяги, кг – 22000

Наибольшая мощность на ободе, л. с. – 800

Главный двигатель Виккерса (Англия)

Диаметр цилиндров, мм – 368

Ход поршня, мм – 381

Число цилиндров – 10

Наибольшее число оборотов, об/мин – 400

Наибольшая эффективная мощность, л. с. – 1000.

Электрическая передача

2 генератора постоянного тока

Наибольшее напряжение, В – 360-720

Наибольшая сила тока, А – 3000-1500

Мощность часовая, кВт – 2х500

Наибольшее число оборотов, об/мин – 400

Тяговые моторы

Число моторов – 10

Включение в цепь – параллельное

Наибольшая часовая мощность каждого мотора, кВт – 100.

Аккумуляторная батарея пусковая:

Емкость при одночасовом разряде, А/ч – 600.

Кузов тепловоза установлен на двух поддерживающих осях Адамса и трех тележках, две из них имеют 3 ведущих оси и одна 4 ведущие оси. Кузов имеет двойное подвешивание, что дает исключительно спокойный ход, а разбивка осей на 5 групп — прекрасное вписывание. Тяговые электродвигатели изготовлены на заводе «Электрик» в Ленинграде, имеют нормальное люлечное (трамвайное) подвешивание. Благодаря высоко расположенной основной раме кузова, коллектора электродвигателей могут быть осмотрены во время стоянки сверху. Генераторы с одноступенчатым возбуждением, завода «Вольта» в Ревеле. Управление двухстороннее, пост ведущего машиниста отделен от машинного помещения, так что нет сильного шума. Для сношения с дежурным дизелистом имеется оптическая сигнализация. Запуск главного двигателя Дизеля — от аккумуляторной батареи (свинцовой) путем обращения главного генератора в электродвигатель. Для отопления тепловоза установлен паровой котелок с нефтяным отоплением. Особенностью тепловоза является применяемое профессором Гаккелем последовательно-параллельное соединение обоих генераторов, дающее те преимущества, что, при больших скоростях и последовательном соединении обоих генераторов, можно полностью утилизировать всю мощность дизеля.

Фиг. 3.

2. Тепловоз профессора Ломоносова 1 — 5 — 1 (фиг. 3, построен заводом Esslingen, Германия).

Общие сведения.

Длина между буферами, мм – 13622

База полная, мм – 10400

База жесткая (наибольшая), мм – 5720

Вес служебный общий, т – 118,3

Вес служебный сцепной, т – 87,5

Нагрузка сцепной оси, т – 17,5

Нагрузка бегунковой оси, т – 14

Нагрузка поддерживающей оси, т – 16,8

Запас топлива, т – 6

Запас воды, т – 1

Запас смазки, т – 1

Диаметр движущих колес, мм – 1220

Наибольшая скорость, км/ч – 50

Наибольшая сила тяги, кг – 17500

Наибольшая мощность на ободе, л. с. – 900

Главный двигатель Виккерса (Англия)

Диаметр цилиндров, мм – 450

Ход поршня, мм – 420

Число цилиндров – 6

Наибольшее число оборотов, об/мин – 450

Наибольшая эффективная мощность, л. с. – 1000.

Электрическая передача

Генератор:

Наибольшее напряжение, В – 1100

Наибольшая сила тока, А – 1300

Мощность часовая, кВт – 800

Наибольшее число оборотов, об/мин – 430

Тяговые моторы

Число моторов – 5

Включение в цепь – параллельное

Наибольшая часовая мощность мотора, кВт – 142.

Тепловоз  имеет две поддерживающие оси Адамса и пять ведущих осей, несущих тяговые электродвигатели, имеющие люлечное подвешивание. Рама наружная толщиной 22 мм. Тяговые электродвигатели фирмы Броун-Бовери, так же, как и все остальное электрическое оборудование. Тяговые электродвигатели самовентилирующиеся с засасыванием воздуха с пути. Главный генератор с двухступенчатым независимым возбуждением, контроллер управления включен в цепь возбуждения большого возбудительного генератора. Благодаря незначительной силе тока, проходящей через него, он имеет малые размеры и очень легкое управление. Постов управления два, оборудованных всеми необходимыми приборами, в том числе и пирометрическими установками. Главный генератор соединен полужесткой муфтой с дизелем фирмы MAN, представляющим собой вертикальный быстроходный компрессорный двигатель. Холодильник для охлаждения воды и масла — «трубчатый» помещен впереди (в жаркое время года необходимо возить холодильный тендер, т. к. для высоких температур воздуха имеющийся холодильник недостаточен). Запуск дизеля — воздушный.

Фиг. 4.

3. Тепловоз  серийной постройки фирмы Американской локомотивостроительной компании (American Locomotive Company). Тепловозы  этого типа (фиг. 4) работают в настоящее время (1928) в количестве около 40 шт. на различных американских дорогах, преимущественно на маневровой службе, и 100 шт.  находится в постройке.

Данные.

Двигатель—Ingersoll—Rand, 4-х тактный бескомпрессорный, 6-ти цилиндровый, вертикальный. Диаметр цилиндров — 10”, ход поршней 12”. Число оборотов — 600 в минуту.

Мощность — 600 д. л. с.

Генераторы постоянного тока — 2 х 200 кВт, 600 вольт. Возбудитель — 6 кВт, 60 вольт, 600 об. в минуту.

Электродвигатель – 4 х 200 л. с., 600 вольт.

Соединение тяговых электродвигателей по 2 параллельно, группы из 2-х двигателей могут соединяться последовательно и параллельно.

Длина между буферами — 45'.

Ширина — 9' 4”

Служебный вес общий, он же сцепной — 200 000 английских фунтов (lbs).

Сила тяги при трогании — 60 000 английских фунтов.

Тепловозы используются с одним или двумя двигателями, расположенными в этом случае в кузове параллельно; с разных концов они помощью гибкой муфты соединены с генераторами и смонтированными с ними заодно возбудителями. Холодильник помещен на крыше тепловоза. Посты управления отделены от машинного помещения. Интересной особенностью является схема управления: главный генератор на магнитах имеет добавочную обмотку, намотанную в противоположном направлении и включенную параллельно обмотке магнитов тяговых электродвигателей (обратно компаундированная обмотка Лемпа), дающую полное саморегулирование электрической части. Работа ведущего машиниста сводится лишь к воздействию на маховичок топливного насоса. Запуск двигателя воздушный. Тормозной воздух вырабатывается специальным электрокомпрессором.

Фиг. 5.

4. Тепловоз Болдуина (Baldwin, С.-А.С.Ш.).

Данные:

Двигатель Дизеля бескомпрессорный, двухтактный Λ-образный, завода Knudsen  1 000 д. л. с.

Число оборотов в минуту   450

Диаметр цилиндра  9 ¾”

Ход поршня  13 ½”

Генератор постоянного тока 750 кВт, 750 В при 1200 об/мин.

Тяговых электромоторов сериесных – 4 шт.

Вольтаж – 750 В

Диаметр ведущих колес - 40”

Длина всего тепловоза между буферами – 52’ 1 ¾”

Высота над головой рельса - 147”

Вес служебный общий – 275000 фунтов

Вес сцепной – 180000 фунтов

Тяговое усилие при трогании с места – 52200 английских фунтов

Емкость топливных баков – 750 галлонов.

Двигатель специально локомотивной конструкции, имеющий форму опрокинутого V, бескомпрессорный двухтактный, соединен гибкой муфтой с генератором постоянного тока. Генератор независимого одноступенчатого возбуждения изготовлен фирмой Вестингауз, как и все остальное электрическое оборудование. Управление двухстороннее, причем с поста управления регулируется не только отдача электрогенератора, но также и число оборотов двигателя Дизеля. Тепловоз   типа 0 — 3 — 3 — 0, кузов имеет двоякое подвешивание. Тяговые электродвигатели помещены на осях и имеют люлечное подвешивание. На практике на этом тепловозе не удалось добиться бездымного выхлопа, что по американским законам лишило тепловоз возможности работать на пригородных маневрах.

II. Тепловозы с механической, зубчатой передачей2—5—1 (профессор Ломоносов, инженер Добровольский; построен заводом Гогенцоллерн, Дюссельдорф). Главный вал дизеля вращает маховик—муфту (3) (фиг. 5). Замыкание муфты — диском (13), поверхность которого покрыта твердой, мало срабатывающейся прокладкой специального состава. Прижатие диска – электромагнитом (4). Конец вала связан с муфтой рессорно и завершается конической шестерней 480 мм диаметром, ведущей равную шестерню, которая сидит на первом (верхнем) валу коробки скоростей (фиг. 6). Замыкание отдельных скоростей производится муфтами I, II или ІII, также электромагнитными, но, в отличие от главной, пластинчатыми. Коробка и все шестерни построены заводом Крупп, магнитные муфты — заводом Magnetwerk. Дизель системы MAN, реверсивный; запуск — сжатым воздухом. Передача от коробки к ведущим осям — обыкновенными дышлами и спарниками.

Фиг. 6.

От противоположного переднего конца вала дизеля приводится через одну зубчатую передачу динамо на 6 киловатт 110/135 вольт, питающая муфты, аккумуляторную батарею, 3 подсобных мотора (2 к охлаждающим насосам и 1 для перекачки нефти из главного резервуара в рабочий бак) и дающая освещение.

Этот же конец вала дизеля связан коробкой с зубчатыми шестернями (2 ступени) с вентилятором холодильника; пропеллер 1,6 м диаметром, 8 лопастей (системы Бетца).

Общие введения.

Длина между буферами, мм – 16696

База полная, мм – 11944

Вес служебный общий, т – 131

Вес служебный сцепной, т – 88

Нагрузка тележки, т – 13+14

Нагрузка сцепной оси, т – 17,6

Нагрузка бегунка, т – 16,0

Запас топлива, т – 4,0

Запас смазки, т – 1,0

Запас воды, т – 1,0

Диаметр движущих колес, мм – 1320

Наибольшая скорость, км/ч – 48

Наибольшая мощность на ободе, л. с. – 1000

Главный двигатель завода MAN (Германия)

Диаметр цилиндров, мм – 450

Ход поршня, мм – 420

Число цилиндров – 6

Наибольшее число оборотов, об/мин – 450

Предельное рабочее число оборотов – 400

Предельная рабочая эффективная мощность, л. с. – 1100

Зубчатая передача с магнитными муфтами

Число ступеней – 3

Передаточное число

1-й ступени – 6923

2-й ступени – 3966

3-й ступени – 2053

Предельная скорость (км/ч) на отдельных ступенях при 400 об/мин двигателя

1-й ступени – 14,36

2-й – 25,12

3-й – 48,52

Наибольшая сила тяги на отдельных ступенях (кг):

1-й ступени – 17600

2-й – 10900

3-й – 5600.

Итак, в настоящее время в С.С.С.Р. имеется три мощных товарных тепловоза: два с электрической передачей и один с зубчатой.

В самое последнее время Америка заказала заводу Круппа в Германии зубчатую коробку скоростей для мощного тепловоза; скорости и тяга, ею осуществляемые, могут изменяться таким образом, что тепловоз может быть сделан или товарным, или пассажирским.

Мелкие, до 300—400 л. с. тепловозы (и меньшей мощности) имеются уже в довольно большом количестве (в особенности в Германии и Америке) — для заводских путей, сельского сообщения и т. п. Строятся также и автомотрисы — отдельные железнодорожные вагоны, снабженные дизелем малой мощности (пригородное сообщение).

Управление тепловоза с электрической передачей. Рациональное использование всех тяговых возможностей тепловоза с электрической передачей в значительной степени зависит от выбора той или иной схемы соединений генераторов, моторов и вспомогательных приборов.

Фиг. 7.

По сравнению с электровозом тепловоз с электрической передачей не дает возможности полного  использования тяговых электродвигателей. В электровозе мощность, расходуемая тяговыми электродвигателями, забирается от рабочего привода, и величина ее ограничена только возможностью тяговых электродвигателей поглощать ее. В тепловозе с электрической передачей мощность, подводимая к тяговым электродвигателям, строго ограничена мощностью двигателя внутреннего сгорания, установленного на тепловоз и приводящего в движение электрогенератор, питающий тяговые электродвигатели.

Современные дизеля (число оборотов от 450 до 700 в минуту) плохо поддаются перегрузке, —  всего лишь около 10—12% от нормальной нагрузки, — так что практически приходится говорить о постоянной мощности, подводимой к тяговым электродвигателям. Последнее обстоятельство, как известно, вызывает гиперболическую зависимость между касательной силы тяги F_k и скоростью V. Схема соединения должна стремиться использовать в полной мере, в пределах заданных скоростей, эту мощность.

Схема соединений на тепловозе профессора Ломоносова (фиг. 7) (видоизмененная схема Вард-Леонардо).

Цифрой 1 обозначен главный генератор, от щеток которого А и Н идут привода, питающие тяговые электродвигатели I, II, ІII, IV и V, включенные параллельно. EF обмотка возбуждения этих тяговых электродвигателей, включенных последовательно с их якорями.

Цифрой 2 обозначен первый возбудительный генератор, в якорную цепь которого включены обмотки возбуждения главного генератора J₁K₁, J₂K₂, J₃K₃, J₄K₄.

Цифрой 3 обозначен второй возбудительный генератор, в якорную цепь которого включена обмотка возбуждения DC первого возбудительного генератора. В этой же цепи включен и контроллер K, управляющий движением тепловоза.

Аккумуляторная батарея 26 питает обмотку возбуждения D₁C₁ второго возбудительного генератора. Как видно, главный генератор 1 имеет трехступенчатое возбуждение.

Регулирование силы тяги производится следующим образом: контроллер К, включенный в цепь возбуждения DC первого возбудителя (2), может изменять сопротивления в этой цепи, в зависимости от чего изменяется и вольтаж первого возбудителя (2); изменение его вольтажа вызывает изменение силы тока в цепи возбуждения главного генератора (1) и в связи с этим и вольтаж между его щетками AН. Таким образом: видно, что контроллером К изменяется вольтаж в сети, питающей тяговые электродвигатели, а следовательно — и сила тока. От силы тока в электродвигателе зависит вращающий момент на его валу; через зубчатую передачу вращающий момент передается на ведущий скат и вызывает на ободе соответствующее касательное усилие тяги.

Трехступенчатое возбуждение дает возможность иметь в высшей степени плавную регулировку. Контроллер К, включенный в цепь возбуждения DC первого возбудителя (2), должен пропускать лишь незначительные силы токов, и потому он получается небольшого размера и простой конструкции. Реверсирование достигается особым электропневматическим реверсом, управляемым с поста машиниста, который переключает обмотки электромагнитов. Электрическим торможением тепловоз с электрической передачей профессор Ломоносова не снабжен.

До скорости 40 км/час имеет место полное использование мощности двигателя Дизеля. При скоростях свыше 40 км/час контроллер К имеет полную выкладку, так как достигнут предельный вольтаж главного генератора (1); при заданной нагрузке у тяговых электродвигателей при этом их число оборотов не может быть повышено, так как нет устройства для ослабления магнитного потока (шунтированные поля). Наступает так называемое «ограничение по возбуждению», вследствие которого при скоростях свыше 40 км/ч  не может быть использована полная мощность Дизеля.

Фиг. 8.

Схема соединений на американских тепловозах серийной постройки (фиг. 8). Схема соединений, применяемая на этих тепловозах, разработана американским обществом «Всеобщая Компания Электричества» по идее д-ра Лемпа. Схема преследует цель ввести возможно большее упрощение в операции по управлению тепловоза, и электрическая передача имеет саморегулирование. Ведущий машинист должен оперировать только рукояткой, воздействующей на подачу топливного насоса.

Главный генератор (1) независимого возбуждения, возбудительный генератор (2) питает обмотку возбуждения главного генератора (4). Кроме этой независимой обмотки возбуждения главный генератор (1) имеет еще и дополнительные коммутационные полюса (5) и особую дифференциальную сериесную обмотку, помещенную на главных полюсах и намотанную в противоположном направлении. Эта дифференциальная сериесная обмотка (4) включена последовательно с обмотками коммутационных полюсов (5) и привода (15) в питающие тяговые электродвигатели (3). Нетрудно видеть, что такое включение вызывает автоматическое регулирование вольтажа главного генератора (1). Действительно, при следовании на подъеме, когда в тяговый электродвигатель для преодоления большего вращающего момента поступает большая сила тока, последняя, проходя по дифференциально сериесной обмотке, ослабляет главный магнитный поток генератора (1), так как ее ампер обороты действуют против ампер оборотов обмотки независимого возбуждения. Это имеет своим следствием уменьшение вольтажа главного генератора (1). Обратно, при больших скоростях, когда тяговые электродвигатели должны преодолевать меньшие вращающие моменты, в них поступает меньшая сила, а, значит, и в дифференциально сериесную обмотку; это имеет своим следствием увеличение вольтажа главного генератора (1). Обмотка возбуждения генератора (2) питается от аккумуляторной батареи (11), в цепи которой имеются включающий рычаг (14), реостат (13) и реле обратного тока (8), в точке (12) отрицательный полюс батареи заземлен.

Для полной утилизации мощности двигателя Дизеля Лемпом применено параллельно-последовательное соединение двух групп тяговых электродвигателей (3), из которых каждая группа имеет два тяговых электродвигателя (7). До скоростей 10 км/ч обе группы тяговых электродвигателей включены последовательно, при скорости выше 10 км/ч обе группы включены параллельно.

При схеме Лемпа, таким образом, достигается полное саморегулирование вольтажа главного генератора (1). Поездной машинист управляет кроме тормозной рукоятки только рычагом, воздействующим на подачу топлива топливным насосом. На многочисленных тепловозах в С. Ш. С. А. схема эта оказалась весьма удобной и надежной в работе.

Фиг. 9.

Схема тепловоза профессора Гаккеля (фиг. 9). Электрическая энергия вырабатывается двумя генераторами Г₁ и Г₂ с независимым возбуждением. Два возбудителя В₁ и В₂ питают обмотки возбуждения главных генераторов Г₁ и Г₂. Контроллер управления (их два с каждого конца) тепловоза включен в цепь возбуждения главного генератора (35). Регулирование силы тяги происходит путем регулирования напряжения главных генераторов. При скоростях меньше 30 км (когда тепловоз ведет нормальный состав) оба главные генератора помощью контакторов К_а, К_б, К_в, К_г включены параллельно и питают 10 сериесных тяговых электродвигателей.

Когда скорость превышает 30 км (причем тепловоз  ведет нормальный состав), генераторы Г₁ и Г₂ переключаются с параллельного соединения контакторами К_а, К_б, К_в, К_г на последовательное. Этим достигается повышение напряжения в цепи, питающей тяговые электродвигатели, чем достигается полное использование тяговых возможностей электродвигателей (снимается ограничение по возбуждению).

Запуск двигателя Дизеля производится путем обращения одного главного генератора в электродвигатель тепловозный от мощной аккумуляторной батареи Б. Переключатель Р₃ при этом включает батарею на электродвигатель, последний берет с места и разворачивает дизель-мотор до необходимой скорости, при которой начинается зажигание. Для измерения необходимых сил токов и напряжений имеются амперметры А, A₁ и А₂ вольтметры V₁, V₂, V₃.

Для поддержания у аккумуляторной батареи необходимого вольтажа часть элементов выделена и включена в элементный коммутатор.

Реверсирование достигается от пневматического переключателя Н, помощью которого соответственно переключаются обмотки тяговых электромагнитов M₁... М₁₀. Главные генераторы Г₁ и Г₂ защищены предохранителем до 3 000 А, и тяговые электродвигатели защищены предохранителями до 400 А. Вспомогательные моторы и освещение включены в цепь возбудительных генераторов B₁ и В₂.

Литература. «Бюллетени Тепловозной Комиссии» (официальное издание); В. И. Гриневецкий, «Проблема тепловозов и ее значение для России», М., 1924;  А. Н. Шелест, «Проблема экономических локомотивов», М., 1923; Ю. В. Ломоносов, «Тепловоз Ю^э и его испытание в Германии», Берлин,1925; Я. М. Гаккель, «Первый мощный тепловоз, построенный в Ленинграде в 1924 г.» (Журнал «Электричество», 1925, № 1); Я. А. Добровольский, «Тепловоз Ю^м и его испытание в Германии», М., 1927; Н. К. Мекк, К. К. Дмоховский, А. Б. Домбровский, «Тепловозы». М.-Л., 1927; И. Ф. Ядов. «Тепловозы двойного расширения продуктов горения», М.—Л., 1925; А. Lipetz, «Trаnsmission of power and of Engine Locomotives», N.-Y., 1926; H. Braun, «Uber Dieselelektrische Lokomotiven im Vollbahnbetrieb», Zürich, 1924; W. Bauer, «Diesel Lokomotiven und ihr Antrieb», München, 1925; S. Vauclain, «Diesel Locomotives Possibilities», Chicago 1923.

А. Гер и Е. Тихомиров.