Увеличение веса пассажирских поездов и повышение скорости их движения потребовало применения на некоторых неэлектрифицированных линиях двухсекционных тепловозов 2ТЭП60. При этом удвоение мощности и веса локомотива в ряде случаев снижало использование мощности дизелей, а излишний сцепной вес несколько повышал эксплуатационные расходы. Требовался более мощный тепловоз, чем ТЭП60, практически без увеличения сцепного веса. Решение такой задачи было осуществлено Коломенским тепловозостроительным заводом им. В. В. Куйбышева, где под руководством главного конструктора завода по локомотивостроению Ю. В. Хлебникова был спроектирован двухтележечный шестиосный тепловоз с дизелем мощностью 4000 л.с. (2942кВт) и электрической передачей переменно-постоянного тока. В июне 1973 г. Коломенский завод построил по этому проекту первый тепловоз, получивший обозначение ТЭП70-0001. Затем в 1974-1975 гг. были построены тепловозы №0002-0004, а в 1977-1978 гг. №0005-0007.

Кузов тепловоза несущей конструкции ферменно-раскосного типа с применением профилей из низколегированной стали и алюминиевых сплавов для каркаса и обшивки. Это позволило снизить вес кузова на один метр длины с 1,03 тc (тепловоз ТЭП60) до 0,89 тc. Главные продольные балки кузова коробчатого сечения расположены по наружному контуру. В среднюю секцию рамы вварен топливный бак с нишами для аккумуляторной батареи.

Кузов опирается на каждую тележку через две центральные маятниковые опоры с резиновыми амортизаторами и четыре боковые цилиндрические винтовые пружины. Тележки по конструкции аналогичны тележкам тепловоза ТЭП60, но имеют изменения, связанные с тем, что колесные пары выполнены диаметром 1220 мм. Это сделано по требованию специалистов, считающих необходимым снизить контактные напряжения в рельсах. Статический прогиб боковых пружин 98 мм, статический прогиб первичного рессорного подвешивания - цилиндрических пружин и листовых рессор - 94 мм. Передаточное отношение редуктора 25:78=1:3,12.

На тепловозе установлен четырехтактный шестнадцатицилиндровый дизель 2А-5Д49 (16ЧН 26/26) с V-образным расположением цилиндров. Дизель имеет газотурбинный наддув и охлаждение наддувочного воздуха и выпускного коллектора. Диаметр цилиндров 260 мм, ход поршня 260 мм. Номинальная мощность дизеля при частоте вращения вала 1000 об/мин 4000 л.с. Удельный расход топлива при номинальной мощности 155 г/(э.л.с. ч). Вес дизеля с поддизельной рамой 18500 кгс.

Вал дизеля соединен с валом тягового генератора ГС-504А номинальной мощностью 2750 кВт. Генератор изготовлен харьковским заводом "Электротяжмаш" и представляет собой двенадцатиполюсную синхронную машину с двумя трехфазными обмотками на статоре, сдвинутыми относительно друг друга на 30 эл. Линейное напряжение генератора в продолжительном режиме 360 В, максимальное - 580 В. Линейный ток при продолжительном режиме 2х2400 А, при максимальном напряжении - 2х1500 А. Номинальная частота тока при номинальной частоте вращения 1000 об/мин 100 Гц. Коэффициент полезного действия в продолжительном режиме 94,8%, вес генератора 6500 кгс. На станине генератора имеется площадка, на которой установлены возбудитель ВС-650 и вспомогательный генератор-стартер СТГ-7 (эти машины применялись ранее на тепловозах ТЭ109, 2ТЭ116 и ТЭ114); возбудитель и генератор приводятся через редуктор от вала дизеля.

Для выпрямления тока служит выпрямительная установка УВКТ-5, имеющая два параллельно соединенных трехфазных моста. В каждом плече моста десять параллельно включенных ветвей; в ветви два последовательно включенных лавинных вентиля ВЛ200-8; общее количество вентилей на тепловозе 120. Установка изготовлена Таллинским электротехническим заводом им. М. И. Калинина.

На каждой тележке установлено по три тяговых электродвигателя ЭД-119 номинальной мощностью по 411 кВт (напряжение в длительном режиме 500 В, максимальное 750 В, ток продолжительного режима 900 А, при максимальном напряжении 600 А), частота вращения якоря в продолжительном режиме 705 об/мин, максимальная - 2320 об/мин. Обмотки полюсов имеют изоляцию класса Р, обмотка якоря-класса Н; эта обмотка выполнена петлевой. Вес электродвигателя 3250 кгс. Машины изготовлены заводом "Электротяжмаш". Вращающий момент от тяговых электродвигателей передается на ось колесной пары через редуктор и полый вал, эластично соединенный с колесной парой, как и у тепловозов ТЭП60.

Для полного использования мощности дизеля применено автоматическое регулирование напряжения генератора и две ступени ослабления возбуждения тяговых электродвигателей (62 и 38%). Управление режимом работы тепловоза осуществляется контроллером машиниста КВ-1554, имеющим реверсивную рукоятку с положениями: "вперед", "0", "назад" и главную с положениями: 0 и 1-15-я рабочими позициями. При переводе главной рукоятки на 1-ю позицию включаются тяговые электродвигатели при частоте вращения вала дизеля 350 об/мин; переводом этой рукоятки до 15-й позиции повышается частота вращения вала до 1000 об/мин. Электрическое оборудование тепловоза предусматривает управление двумя локомотивами по системе многих единиц.

На тепловозе применена система централизованного воздухоснабжения для охлаждения электрических машин (тяговых генератора и электродвигателей), выпрямительной установки, блока возбуждения. Воздух через жалюзи и фильтры засасывается осевым вентилятором с механическим приводом от вала дизеля. Подается около 1200 м³/мин воздуха при напоре 450 мм вод. ст. На тепловозе установлены аккумуляторная батарея 48ТН-450 и компрессор ПК-5,25 с электрическим приводом.

Тепловоз может развивать при продолжительном режиме скорость 50 км/ч и силу тяги 17000 кгс. При максимальной скорости 160 км/ч сила тяги составляет около 6000 кгс, при этой же скорости тепловоз имеет максимальный к. п. д. 32,5%. На собственные нужды тепловоза расходуется 9-11% номинальной мощности дизеля. Вес тепловоза 129 тс при 2/3 запаса топлива и песка. Нагрузка от колесной пары на рельсы 21,5 тс. Запас топлива 6000 кг, песка 600 кг, воды 1480 кг, масла 1430кг.

Первые тепловозы ТЭП70 поступили в депо Орша Белорусской дороги и эксплуатировались с пассажирскими поездами на участках Орша - Гомель, Орша - Новосокольники, Орша-Овруч и Орша-Брест. При этом они расходовали на 10-12% меньше топлива по сравнению с тепловозами ТЭП60.

Тепловоз № 0005 прошел тягово-теплотехнические испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТа и динамические, в том числе по воздействию на путь, на участке Белореченская - Майкоп Северо-Кавказской железной дороги. Опыт эксплуатации и результаты испытаний первых тепловозов ТЭП70 дали конструкторам Коломенского завода материал для внесения необходимых изменений в отдельные узлы локомотива. В 1978 г. завод начал изготовление тепловозов ТЭП70 (с №0008), которые отличались от своих предшественников.

Основные технические характеристики серийного тепловоза ТЭП70

 

На этих тепловозах значительно изменены расположение и формы элементов боковых ферм (стенок) кузова, применены тележки и ряд узлов тепловозов ТЭП75. В рессорном подвешивании первой ступени цилиндрические пружины и листовые рессоры с балансирами заменены индивидуальным подвешиванием с цилиндрическими пружинами; во второй ступени вместо резиновых блоков центральных опор и пружинных боковых опор с поверхностями трения поставлены цилиндрические пружины, воспринимающие поперечную и угловую деформации. Статический прогиб рессорного подвешивания увеличился со 104 до 170 мм. Для сохранения демпфирующих свойств подвешивания, обеспечиваемых на первых тепловозах листовыми рессорами, на новых тепловозах применены гидравлические амортизаторы. В тяговом приводе вместо полого вала на подшипниках скольжения и поводковых муфт с плавающим звеном применены полый карданный вал с поводковыми центрированными муфтами. Изменения коснулись также длины тепловоза (она увеличилась на 1230 мм, и расстояние между осями автосцепок стало 21700 мм) и общей колесной базы (расстояние между осями крайних колесных пар увеличилось на 950 мм).

Тяговое и тормозное усилия от тележек на кузов передаются через шкворни. На каждой тележке установлены шесть тормозных цилиндров диаметром 10". Нажатие тормозных колодок на колеса двустороннее.

Одновременно с изменением конструкции тягового привода тяговые электродвигатели ЭД-119 были заменены на ЭД-121А, выполненные на базе электродвигателей ЭД-120А, используемых на маневровых тепловозах ТЭМ7. По сравнению с ЭД-119 у электродвигателя ЭД-121А несколько изменены параметры номинальной мощности (413 кВт), напряжения (542/750 В) и тока (830/600 А). Стартер-генератор С1Т-7 был заменен стартер-генератором ПСГУ2 (50 кВт, 110 В).

Тепловозы оборудованы электрическим (реостатным) тормозом мощностью 3200 кВт; резисторы при стоянке тепловоза могут использоваться для нагрузки дизель-генератора при опробовании его работы.  В системе управления и регулировании электрической передачи и тормоза используются электронные и микропроцессорные устройства.

У тепловозов с №0008 запас песка 600 кг, воды 1134 и масла 1000 кг.                       

На тепловозах установлен компрессор КТ-6. Тепловозы ТЭП70 второго исполнения строились после 1978 г. в небольших количествах, а после 1987 года масштабы производства увеличились.  По данным на 2003 год построено порядка 430 тепловозов ТЭП70.

 

В настоящее время конструкторами Коломенского Завода активно ведутся работы по улучшению потребительских качеств локомотива на принципиально новом техническом уровне (ТЭП70А). В частности, предусматривается внедрение электроотопления вагонов поезда мощностью 600 кВт, микропроцессорной системы тепловозной автоматики с блоками диагностики и дисплеем на пульте управления, новых систем фильтрации воздуха, более экономичных вентиляторов и ряда других перспективных технических решений, которые выполняются по требованию заказчика.

Пассажирский тепловоз ТЭП70А мощностью 4000 л.с. (2940 кВт) с системой энергоснабжения поезда является модификацией тепловоза ТЭП70.

На тепловозе установлен четырехтактный 16-цилиндровый дизель типа 16ЧН26/26 и тяговый синхронный агрегат, состоящий из тягового генератора и генератора энергоснабжения мощностью 600 кВт.

На тепловозе применена электрическая передача переменно-постоянного тока, микропроцессорная система управления и диагностики (МСУ-Т), электрический реостатный тормоз мощностью 3200 кВт.

Более дешевые в обслуживании, новые мультициклонные фильтры повышают степень очистки воздуха, улучшают условия работы дизеля и электрооборудования, повышают пожаробезопасность.

В дизайне кабины машиниста использованы современные отделочные материалы. В кабине установлен новый пульт управления, радиостанция РВ-1М, кондиционер и другие устройства.

Использование электрической энергии для отопления вагонов создает комфортные условия для пассажиров, улучшает условия труда проводников и исключает выброс токсичных веществ.

Основные технические характеристики тепловоза ТЭП70А

В настоящее время специалистами Коломенского Завода разрабатывается техническая документация для тепловоза ТЭП70А.

 

 

Использованные материалы:

В.А.Раков"Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза. 1966-1975", Москва "Транспорт" 1979 г.
В.А.Раков"Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза. 1976-1985", Москва "Транспорт" 1990 г

Материалы с сайта Коломенского завода.