Тепловоз 2ТЭ116 — магистральный двухсекционный грузовой тепловоз с электрической передачей переменно-постоянного тока, выпускавшийся с 1971 года Ворошиловградским (позднее Луганским) тепловозостроительным заводом. За более чем четыре десятилетия производства построено свыше 2100 секций базовой серии и её основной модификации 2ТЭ116У, что делает 2ТЭ116 одним из самых массовых грузовых тепловозов на сети железных дорог России и стран постсоветского пространства.
История создания и производство
Основные направления развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы предусматривали освоение выпуска двухсекционных грузовых магистральных тепловозов мощностью до 8000 л. с. Прототипом для этого семейства локомотивов стал тепловоз 2ТЭ116, первый образец которого был построен в 1971 году. Мощностью 2×3060 л. с., он предназначался для грузовой службы на железных дорогах СССР и был спроектирован производственным объединением «Ворошиловградский тепловозостроительный завод имени Октябрьской революции» (Ворошиловградтепловоз, ныне ПАО «Лугансктепловоз») совместно с Коломенским тепловозостроительным заводом (дизель-генератор), заводом транспортного машиностроения имени Малышева, харьковскими заводами «Электротяжмаш» и «Электромашина», а также отраслевыми институтами ВНИТИ и ЦНИИ МПС.
Всего в период с 1971 по 2016 год было выпущено 2176 секций всех версий тепловоза 2ТЭ116. Наибольшее количество машин построено в 1980-х годах, а также в 2012—2013 годах. С начала 1990-х годов, после распада СССР, объём выпуска существенно снизился — от нескольких десятков секций в год до единичных экземпляров, а в некоторые годы тепловозы не строились вовсе. С 2004 года выпуск вновь вырос и держался на этом уровне до 2007 года, после чего завод перешёл к производству усовершенствованной модификации 2ТЭ116У. На данный момент производство 2ТЭ116У свёрнуто в связи с военным конфликтом на Донбассе. Часть тепловозов, построенных в 1990-х и начале 2000-х годов для частных операторов (БТС, Трансойл), фактически представляла собой капитально-восстановительный ремонт секций более ранних выпусков с присвоением новых номеров.
У железнодорожников тепловоз получил несколько прозвищ: «Горбатый» — за характерную форму крыши, «Фантомас», а также «Боинг» — из-за звука работающего дизеля, который на расстоянии напоминает гул самолёта.
Назначение и общее описание
Тепловоз 2ТЭ116 предназначен для грузовой службы на неэлектрифицированных участках железных дорог с трудным профилем пути. Локомотив состоит из двух одинаковых однокабинных секций, управляемых с одного (любого) поста и соединённых автосцепкой СА-3; при необходимости каждая секция может эксплуатироваться самостоятельно. Для перехода между секциями в задней стенке кузова предусмотрены двери и переходная площадка, закрытая резиновым суфле.
Кузов тепловоза имеет несущую главную раму, на которой размещено всё силовое и вспомогательное оборудование. Крыша выполнена в виде пяти съёмных секций для удобства монтажа и демонтажа агрегатов; на машинах ранних выпусков три из них оснащены встроенными коробами-воздухозаборниками для очистки воздуха, охлаждающего тяговый генератор, выпрямительную установку и тяговые электродвигатели. До 2004 года часть тепловозов серии использовалась и в пассажирском движении, однако впоследствии была вытеснена из этой службы новыми тепловозами ТЭП70, ТЭП70У и ТЭП70БС.
Технические характеристики
Основные паспортные данные приведены для базовой модели 2ТЭ116; отличия модификации 2ТЭ116У указаны отдельно в разделе «Модификации и отличия между ними».
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Род службы | грузовой (отдельные секции — в пассажирском движении при переоборудовании) |
| Осевая формула | 2×(3о-3о) |
| Число секций | 2 (допускается работа одной секцией) |
| Мощность дизеля | 2×2250 кВт (2×3060 л. с.) |
| Дизель-генератор | 1А-9ДГ (дизель 1А-5Д49 унифицированного ряда 16ЧН26/26) |
| Тяговый генератор | ГС-501А, переменного тока, независимое возбуждение |
| Тяговые электродвигатели | 6×ЭД-118А на секцию, опорно-осевая подвеска |
| Конструкционная скорость | 100 км/ч (27,8 м/с) |
| Сила тяги расчётного режима | 247,94 кН (25 300 кгс) при скорости 24,7 км/ч |
| Служебная масса | 2×138 т ±3 % |
| Нагрузка от колёсной пары на рельсы | 225,4 кН (23 тс) ±0,7 |
| Диаметр колеса по кругу катания | 1050 мм |
| Минимальный радиус проходимых кривых | 125 м |
| Ширина колеи | 1520 мм |
| Длина секции по осям автосцепок | 18 150 мм |
| Ширина по раме | 3080 мм |
| Высота по вентилятору кузова | 5104 мм |
| Габарит | 1-Т (ГОСТ 9238-83) |
| Запас топлива | 7000 кг на секцию |
| Запас песка | 1000 кг на секцию |
| Запас воды | 1250 кг на секцию |
| Запас масла | 1000 кг на секцию |
| Аккумуляторная батарея | 48ТН-450 (96 В, 450 А·ч) |
Конструкция и устройство
Кузов и экипажная часть
Ходовая часть тепловоза выполнена тележечной, на двух трёхосных движущих тележках с осевой характеристикой 30-30. Применена унифицированная бесчелюстная тележка, разработанная Ворошиловградтепловозом и использовавшаяся также на тепловозах 2ТЭ10В, ТЭ10М, ТЭ130, 2М62, маневровом ТЭМ3 и экспортных ТЭ109, ТЭ114, М62. Сила тяги от рамы тележки к кузову передаётся через шкворневой узел с поперечной свободноупругой подвижностью ±40 мм; тот же узел служит осью поворота тележки в горизонтальной плоскости. Теоретический коэффициент использования сцепной массы тепловоза составляет 0,89 — заметно выше, чем у предшествующих тепловозов 2ТЭ10Л, ТЭ3 и 2М62.
Силовая установка: дизель-генератор
Основной источник энергии — дизель-генераторная установка 1А-9ДГ, размещённая в средней части главной рамы. Она состоит из 16-цилиндрового V-образного четырёхтактного дизеля 1А-5Д49 и синхронного трёхфазного генератора ГС-501А, смонтированных на общей поддизельной раме и соединённых полужёсткой пластинчатой муфтой. Дизель принадлежит к унифицированному ряду 16ЧН26/26 (диаметр цилиндра и ход поршня — 260 мм, газотурбинный наддув); диапазон мощностей дизелей этого ряда — от 590 до 4415 кВт (800—6000 л. с.). Управление дизелем электрическое дистанционное — с помощью четырёх электромагнитов регулятора, получающих команды от контроллера машиниста.
Генератор ГС-501А — 12-полюсная синхронная машина с независимым возбуждением и обмоткой статора в виде двух трёхфазных «звёзд», сдвинутых на 30° эл. относительно друг друга. Над генератором установлены однофазный синхронный возбудитель ВС-650 и коллекторный стартёр-генератор ПСГ мощностью 50 кВт: при пуске он раскручивает коленчатый вал дизеля от аккумуляторной батареи, а после запуска работает как генератор постоянного напряжения 110 В для питания цепей управления, освещения и заряда батареи.
Электрооборудование и тяговый привод
Электрическая передача — переменно-постоянного тока, той же схемы, что применялась на тепловозах ТЭ109, ТЭП70, 2ТЭ121 и ТЭМ7. Трёхфазный ток от генератора выпрямляется двумя параллельно включёнными мостами и поступает к шести тяговым электродвигателям постоянного тока ЭД-118А с опорно-осевой подвеской. От тягового генератора также питаются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, приводящие мотор-вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей, выпрямительной установки и холодильника дизеля. Низковольтные цепи каждой секции (110 В) питаются от стартёр-генератора, а при неработающем дизеле — от аккумуляторной батареи 48ТН-450, установленной в нишах главной рамы по обеим сторонам тепловоза.
Освещение
Электрическое освещение тепловоза выполнено светильниками с лампами накаливания и питается постоянным током 110 В от стартёр-генератора либо (при неработающем дизеле) от аккумуляторной батареи; при включении рубильника батареи цепи освещения автоматически переключаются на стартёр-генератор, чтобы снизить нагрузку на батарею. На передней и задней стенках каждой секции установлено по два буферных фонаря красного и белого света. В кабине машиниста предусмотрено раздельное включение яркого и тусклого света для освещения самой кабины, пульта управления, скоростемера и подсветки документов; путь перед тепловозом освещается прожектором с независимой регулировкой яркости. Отдельные цепи освещения имеются также для коридоров за кабиной, камеры электроаппаратов, дизельного помещения, холодильной камеры и тележек.
Тормозное и пневматическое оборудование
Источником сжатого воздуха служат два тормозных компрессора КТ-6Эл — по одному на секцию, с приводом от электродвигателя постоянного тока через понижающий редуктор. Включение компрессора происходит автоматически: при снижении давления в питательной магистрали ниже 7,5 атм реле управления включает контактор двигателя компрессора, а при давлении выше 9 атм компрессор отключается. От перегрузки пневмосистему защищают два предохранительных клапана, срабатывающих при давлении 9,3—10,2 атм. Сжатый воздух от трёх главных резервуаров на секцию подаётся в тормозную систему, к стеклоочистителям и сигналам, а через редуктор, понижающий давление до 5,5—6 атм, — в пневмосистему аппаратов управления.
Кабина машиниста и системы управления
Кабина машиниста имеет два лобовых глухих окна в передней стенке и два боковых окна с раздвижными форточками и поворотными ветровыми стёклами; все стёкла безосколочные. Под лобовыми окнами расположен пульт управления: в его правой части находится пульт машиниста с контроллером, имеющим главную рукоятку в виде штурвала на 16 позиций и съёмную реверсивную рукоятку на 3 позиции. На горизонтальной и наклонной панелях пульта сосредоточены тумблеры управления тепловозом, холодильником, освещением, а также измерительные приборы — вольтметр и амперметр нагрузки генератора, электроманометры и электротермометры масла и воды, манометры тормозной и питательной магистралей. Справа от пульта машиниста расположены скоростемер, кран машиниста и кран вспомогательного тормоза.
Модификации и отличия между ними
За десятилетия производства и модернизации на базе 2ТЭ116 создан ряд модификаций. Наиболее массовая и востребованная из них — 2ТЭ116У для РЖД, технические отличия которой от базовой модели приведены ниже; остальные модификации выпускались меньшими партиями или в единичных экземплярах и описаны кратко.
2ТЭ116У
2ТЭ116У («усовершенствованный») — модификация 2ТЭ116 для РЖД с новой кабиной (по типу применявшейся на 2ТЭ126/2ТЭ136) с установкой кондиционирования воздуха, реостатным тормозом, увеличенной мощностью дизеля и микропроцессорной системой управления и диагностики (МСУ-ТП). Именно на выпуск 2ТЭ116У завод перешёл после 2007 года. Технические отличия от базовой модели следующие:
Фото: Вадим Анохин (CC BY-SA 3.0)
| Параметр | 2ТЭ116У |
|---|---|
| Дизель-генератор | 18-9ДГ (дизель 16ЧН2А 26/26) — против 1А-9ДГ у базовой модели |
| Мощность дизеля | 2×2650 кВт (2×3609 л. с.) — против 2×2250 кВт (2×3060 л. с.) |
| Служебная масса | 2×139 т ±4,67 % — против 2×138 т ±3 % |
| Статическая нагрузка от колёсной пары на рельсы | 227 кН ±6,78 (23,17 тс) — против 225,4 кН (23 тс) |
| Расчётная сила тяги длительного режима | 2×323,62 кН (2×33 тс) при скорости 22,7±0,5 км/ч — против 247,94 кН (25 300 кгс) при 24,7 км/ч на базовой модели |
| Длина секции по осям автосцепок | 18 700 мм — против 18 150 мм |
| Аккумуляторная батарея | 72КН220Р — против 48ТН-450 |
| Конструкционная скорость тепловоза | 100 км/ч (совпадает с базовой моделью) |
Другие модификации
3ТЭ116У — трёхсекционный вариант 2ТЭ116У с промежуточной секцией, головная часть которой оборудована кабиной упрощённой конструкции с межсекционным переходом.
2ТЭ116УД — модификация с дизельным двигателем General Electric GEVO12 производства GE Transportation мощностью 3100 кВт (4216 л. с.) и тяговым агрегатом А723М У2 производства завода «Электротяжмаш».
2ТЭ116УР — модификация с дизелем 20V4000R63R фирмы MTU и тяговым агрегатом А728 У2 производства «Электротяжмаш».
2ТЭ116УМ — модификация для Монголии с улучшенной системой очистки наддувочного воздуха и увеличенной мощностью дизелей; имеет собственную нумерацию с 001, построен 31 экземпляр. Отдельная машина 2ТЭ116У-0062 получила дизели повышенной до 4100 л. с. мощности и дополнительное прозвище «двухгорбый» из-за изменённой формы задней части крыши.
2ТЭ116УК — модификация для ТОО «ПромТрансМенеджмент» без микропроцессорной системы управления, мощностью 3060 л. с., без кондиционеров.
2ТЭ116УП — грузопассажирская модификация; в 1996 году построен единственный экземпляр. Мощность дизеля увеличена до 3600 л. с., тепловоз оборудован реостатным тормозом и системой электроотопления состава (тяговый агрегат обеспечивает энергоснабжение поезда напряжением 3000 В постоянного тока мощностью 575 кВт с каждой секции); сила тяги длительного режима 2×323 кН (2×33 тс), конструкционная скорость повышена до 120 км/ч.
2ТЭ116М — модификация, на которой установлен реостатный тормоз (впоследствии он же появился на серийных 2ТЭ116 и 2ТЭ116У), а также система автоматического регулирования торможения (САРТ), позволяющая поддерживать заданную скорость на спусках.
2ТЭ116К — тепловозы, прошедшие капитальный ремонт с заменой дизеля.
2ТЭ116А — тепловоз, спроектированный для максимальной унификации со строившимся в 1980-х годах тепловозом 2ТЭ121, впоследствии стал также прототипом тепловоза 4ТЭ130.
2ТЭ116Г — экспериментальный тепловоз на газовом топливе, построенный в 1988 году; состоит из трёх секций — двух дизельных (с кабинами, как у обычного 2ТЭ116) и одной криогенной с газификатором, без кабин управления. На тепловозе применён газодизель-генератор 1ГДГ с электронной системой контроля, регулирования и защиты.
Эксплуатация
В ОАО «РЖД» тепловозы 2ТЭ116 и 2ТЭ116У приписаны к депо нескольких дорог: Октябрьской (Дно, Великие Луки, Санкт-Петербург-Варшавский, Кандалакша, а также операторы «БалтТрансСервис» и «Трансойл-Сервис»), Приволжской (Саратов-2, М. Горький, Ершов, Сенная), Свердловской (Егоршино, Серов, Войновка, Сургут), Северо-Кавказской (Лихая, Краснодар), Юго-Восточной (Елец-Северный, Ртищево-Восточное) и Западно-Сибирской (Карасук). Тепловозы также эксплуатируются промышленными предприятиями: Учалинским ГОКом в Челябинской области, Орско-Халиловским металлургическим комбинатом в Оренбургской области и ГМК «Норильский никель» на собственной Норильской железной дороге; на Крымской железной дороге они приписаны к депо Симферополь, Керчь и Джанкой.
Важнейшую роль 2ТЭ116 и 2ТЭ116У играют на линии Тюмень — Сургут — Новый Уренгой, обеспечивая вывоз нефтегазовой продукции Тюменского Севера, а также на Октябрьской дороге при вывозе грузов в порты Балтики. На украинской сети «Укрзалізниці» тепловозы этой серии приписаны к депо Южной, Донецкой, Приднепровской, Юго-Западной и Одесской дорог, однако в связи с электрификацией ряда ранее активных грузовых направлений их доля в общей работе заметно сократилась.
За пределами России и Украины тепловозы серии 2ТЭ116 работают в Казахстане (в качестве промышленного локомотива, в частности на Тишинском руднике), а на железных дорогах Латвии (LDZ) и Эстонии (EVR) являются основным типом тепловоза. Несколько модификаций эксплуатируются на горно-металлургических комбинатах Узбекистана — Алмалыкском (2ТЭ116) и Навоийском (2ТЭ116 и 2ТЭ116УМ).
Интересные факты
- Прозвища «Горбатый» (за характерную форму крыши), «Фантомас» и «Боинг» (звук работающего дизеля на расстоянии похож на гул самолёта) прочно закрепились за тепловозом среди железнодорожников.
- На базе секций 2ТЭ116 строились дизель-поезда: ДТ116 — четыре состава из двух тепловозных секций и прицепных вагонов от электропоездов ЭР9П(-К), приписанные к депо Отрожка Юго-Восточной дороги и работавшие на линии Воронеж — Касторная (впоследствии расформированы); а также ДПЛ2 и ДТЛ2 — поезда начала 2000-х годов постройки Луганского завода, где вместо моторного вагона электропоезда использовалась одна или две секции грузового тепловоза.
- Капитальный ремонт и модернизацию тепловозов серии выполняет сеть тепловозоремонтных заводов: Оренбургский, Воронежский, Даугавпилсский, Днепропетровский, Изюмский, Полтавский и Ташкентский.
- Ходовая часть 2ТЭ116 — та же унифицированная бесчелюстная тележка, что применялась на целом семействе локомотивов Ворошиловградского завода: магистральных грузовых 2ТЭ10В, ТЭ10М, ТЭ130 и 2М62, маневровом ТЭМ3, а также экспортных грузопассажирских ТЭ109 и ТЭ114 мощностью от 1470 до 2210 кВт — это позволило заводу унифицировать производство сразу нескольких серий тепловозов.
