Еще в середине 60-х годов на Харьковском заводе транспортного машиностроения им. В. А. Малышева под руководством главного конструктора А. А. Кирнарского велось проектирование грузового тепловоза ТЭ15 с дизелем Д70 (20ЧН24/27) мощностью 4000 л.с. Прекращение строительства тепловозов на заводе не позволило довести дело до конца.

Чтобы не прекращать работы по созданию грузового тепловоза с дизелями мощностью по 4000 л.с., МПС в 1968 г. выдало технические требования на такой тепловоз с расчетом дальнейшего изготовления его на Ворошиловградском тепловозостроительном заводе. В техническом задании на тепловоз (1970 г.) по требованию МПС были приняты диаметр движущих колес 1250 мм и нагрузка от колесных пар на рельсы 23 тc. Затем в 1973 г. МПС по предложению завода согласовало увеличение нагрузки до 25 тc, но одновременно внесло дополнение в технические требования о необходимости применения на тепловозе двухступенчатого рессорного подвешивания и опорно-рамной установки тяговых электродвигателей. Для конструкторов советских грузовых локомотивов с опорно-рамной подвеской тяговых электродвигателей задача создания тягового привода от электродвигателей к колесным парам значительно сложнее, чем, например, для конструкторов, изготовляющих грузовые локомотивы для западноевропейских железных дорог, поскольку на этих дорогах локомотивы имеют меньшие нагрузки от колесных пар на рельсы и более низкие расчетные коэффициенты сцепления, т. е. меньшие вращающие моменты.

В канун 60-летия Великой Октябрьской Социалистической революции Ворошиловградский тепловозостроительный завод изготовил опытный двухсекционный двенадцатиосный грузовой тепловоз 2ТЭ121 с двумя дизелями общей мощностью 2х4000 л.с. Если не считать макетной секции тепловоза ТЭ120, тепловоз 2ТЭ121-001 был вторым тепловозом железных дорог Советского Союза, имеющим опорно-рамную подвеску тяговых электродвигателей: первый опытный тепловоз Э^эл8 с такой подвеской электродвигателей и двумя дизелями общей мощностью 2х825 л.с. поступил на дороги в 1933 г. Немного ранее тепловоза 2ТЭ121-001 в 1976 г. Новочеркасским электровозостроительным заводом были построены опытные грузовые электровозы ВЛ83 и ВЛ81 также с опорно-рамной подвеской тяговых электродвигателей.

Кузова секций тепловоза несущей конструкции; секции имеют по одной кабине машиниста, установленной на амортизаторах. Кузов каждой секции опирается на две трехосные тележки через опоры, состоящие из роликов и резиновых элементов. Опоры в количестве четырех на тележку передают вертикальные силы на боковые рамы тележек. Горизонтальные усилия от тележек к кузову передаются через центральные шкворни, допускающие небольшие поперечные перемещения за счет сжатия пружин.

Рессорное подвешивание тележек состоит из листовых рессор, винтовых пружин, балансиров и гидравлических амортизаторов.

Статический прогиб первой ступени подвешивания составляет около 100 мм.

Вторая ступень подвешивания сделана по типу подвешивания тепловозов 2ТЭ116 в виде резинометаллических опор; ее статический прогиб 16-18 мм.

Буксы тележек имеют по два цилиндрических и по одному упорному шариковому подшипнику; вертикальные усилия на буксы передаются через хомуты листовых рессор, расположенных под буксами, как это сделано на электровозах ВЛ80^т, ВЛ80^с и ряде других.

Колесные пары при новых бандажах имеют диаметр 1250 мм. На оси колесной пары на роликовых подшипниках смонтирован корпус тягового редуктора с шестерней, зубчатое колесо насажено на ось. Шестерня с помощью резинокордной муфты, торсионного вала, проходящего через полый вал якоря тягового электродвигателя, зубчатой муфты, соединена с полым валом электродвигателя; в данном случае использована принципиальная схема передачи вращающего момента, примененная на электровозах ЧС2^т, ЧС4^т и ряде других. Передаточное число тягового редуктора 95:22=4,318.

Механические тормоза выполнены с двусторонним нажатием колодок на бандажи; тормозные цилиндры по одному на каждое колесо имеют диаметр 10". Тепловоз оборудован краном машиниста №394.000, краном вспомогательного тормоза №254 и воздухораспределителем №483.

На каждой секции тепловоза 2ТЭ121-001 установлен дизель-генераторный агрегат 2В-9ДГ, состоящий из дизеля 2В-5Д49 и однокорпусноги генераторного агрегата А-714У2. Дизель 2В-5Д49 (16ЧН26/26) Коломенского тепловозостроительного завода при частоте вращения 1000 об/мин развивает номинальную мощность 4000 л.с. (2942 кВт). Машина шестнадцатицилиндровая с V-образным расположением цилиндров, имеет газотурбинный наддув и охлаждение наддувочного воздуха. Блок дизеля выполнен с плоским разъемом подшипникового узла; стальной коленчатый вал имеет противовесы на каждой щеке, как на дизелях тепловозов ТЭ120, ТЭ136, ТЭП70. Минимальная частота вращения 350 об/мин. Расход топлива при номинальной мощности 160 г/(э.л.с ч): масса дизеля 18520 кг. Система охлаждения дизеля двухконтурная; в высокотемпературном контуре охлаждается вода дизеля, в низкотемпературном - вода, охлаждающая масло и наддувочный воздух дизеля. Пуск дизель-тенератора осуществляется стартер-генератором 2ПСГ02; при работе дизеля этот генератор питает постоянным током напряжением 120 В цепи управления, освещения и заряжает аккумуляторную батарею.

Тяговый агрегат А-714У2 состоит из тягового и вспомогательного синхронных генераторов, роторы которых укреплены на одном валу. Активная мощность тягового генератора 2800 кВт, частота тока 100 Гц, линейное напряжение 580/366 В, действующее значение линейного тока 2х1520/2х2400 А. Мощность вспомогательного синхронного генератора 400 кВт. Масса тягового агрегата 8200 кг. Агрегат изготовлен Харьковским заводом "Электротяжмаш". Общая масса (сухая) дизельгенераторного агрегата 28300 кг.

На генераторном агрегате смонтирована выпрямительная установка УВКТ-9У2, преобразующая переменный ток тягового генератора в постоянный для питания тяговых электродвигателей ЭД-126У1. Эти электродвигатели имеют номинальную мощность 409 кВт (напряжение 548/725 В, ток 820/620 А), максимальную частоту вращения якоря 1910 об/мин; масса электродвигателя 3600 кг. Вентиляция электродвигателей независимая.

На тепловозе применены компрессоры КТ-7, приводимые от вала тягового агрегата; от него же приводится вентилятор системы централизованного воздухоснабжения. Эта система служит для охлаждения тягового агрегата, выпрямительной установки и тяговых электродвигателей. Впервые централизованное воздухоснабжение было применено на тепловозах ТЭП70.

Тепловоза 2ТЭ121-005

Вентилятор холодильника приводится трехфазным асинхронным электродвигателем АМВ-75, получающим питание от вспомогательного генератора, от которого питаются также через выпрямительную установку цепи возбуждения тягового генератора.

Тепловоз оборудован реостатным тормозом; мощность тормозных резисторов 3200 кВт. Запас топлива одной секции 9060 кг, песка 1000 кг, воды 1100 кг, масла 1150 кг. В длительном режиме тепловоз развивает силу тяги 2х295 кН (2х30000 кгс) при скорости 27 км/ч. Конструкционная скорость локомотива 100 км/ч; минимальный радиус проходимых кривых 125м.

Тепловоз 2ТЭ121-001 имел нагрузку от колесных пар на рельсы 26,8 тс. При неполном наполнении топливных баков и песочных бункеров (нагрузка от колесных пар около 26 тс) тепловоз в 1978 г. прошел путевые и динамические испытания на участке Майкоп - Белореченская Северо-Кавказской железной дороги. Испытания проводил ВНИИЖТ совместно с ВНИТИ и заводом-изготовителем. По результатам испытаний был сделан ряд предложений об изменении конструкции. Начиная с тепловоза №005 для снижения веса длина тепловоза была уменьшена до 21000 мм и общая колесная база до 15600 мм. Для накопления эксплуатационного опыта завод продолжал изготовление единичных локомотивов 2ТЭ121, часть из которых была направлена в депо Печора Северной железной дороги.

Расположение оборудования на секции тепловоза 2ТЭ121

Тепловоза 2ТЭ121

Техническая характеристика тепловоза
Род службы...........................................................................................грузовой  Осевая формула ....................................................................................Со – Со  Ширина колеи, мм .....................................................................................1520  Мощность, кВт (л.с.) .......................................................................2944 (4000)  Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН (тс) ..................................245 (25)  Конструкционная скорость, км/ч ................................................................100  Минимальный радиус проходимых кривых, м .........................................125  Диаметр колеса по кругу катания, мм........................................................1250  Габаритные размеры, мм:  длина по осям автосцепки .......................................................................21000  ширина..........................................................................................................3200  высота от головки рельса ...........................................................................5110  Запас топлива, кг : ......................................................................................10000

Использованы материалы:

1. Из книги  В.А.Ракова  "Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза. 1976-1985", Москва "Транспорт" 1990 г.

2. Информация и фотография с сайта ХК "Лугансктепловоз"