Тепловоз ТУ10: технические характеристики, устройство и эксплуатация

Тепловоз ТУ10 — узкоколейный пассажирский тепловоз с гидромеханической передачей, построенный Камбарским машиностроительным заводом для детских железных дорог. Основные характеристики: двигатель ЯМЗ-6563.10 мощностью 169 кВт (230 л.с.), двухпоточная автоматическая гидромеханическая передача Д 864.3Е (DIWA.3E), служебная масса 20 000 кг, нагрузка от колёсной пары на рельсы 50 кН (5 тс), конструкционная скорость 50 км/ч, ширина колеи от 750 до 1435 мм.

История создания и назначение

Разработка современного тепловоза для детских железных дорог началась на Камбарском машиностроительном заводе в 2008 году. Прототип был представлен весной 2010 года; в августе 2010 года первый локомотив (ТУ10-001) поступил в Санкт-Петербург. В 2010 году построено пять машин (ТУ10-001…005). Тепловоз пришёл на смену ТУ2, которыми оснащались детские дороги страны в 1950-х годах.

По инструкции по эксплуатации тепловоз ТУ10 предназначен для пассажирских перевозок на детских железных дорогах узкой колеи. Может быть изготовлен на любую колею от 750 до 1435 мм; для детских дорог России выпускается вариант колеи 750 мм. Управление возможно одним машинистом.

Технические характеристики тепловоза ТУ10

Общее устройство и компоновка

Тепловоз ТУ10 имеет симметричную компоновку. Кузов состоит из машинного отделения в центре, двух тамбуров и двух кабин по краям. Силовая установка расположена на сварной раме, которая опирается на две двухосные тележки с центральными шкворнями через восемь скользящих опор с резиновыми кольцами и текстолитовыми скользунами.

Каркас кузова выполнен из труб квадратного и прямоугольного сечения и обшит металлом. В верхней части машинного отделения — по три затемнённых окна с каждой стороны с двойным остеклением. На крыше — съёмный люк для монтажа/демонтажа силовой установки, два вентиляционных люка, конденсатор кондиционера, глушитель, свисток, тифоны, антенны радиосвязи и КЛУБ. Цепь передачи мощности: двигатель → ГМП → карданный вал → реверс-редуктор → промежуточный редуктор (i=1,41) → карданные валы к осевым редукторам.

Двигатель ЯМЗ-6563.10

На тепловозе установлен шестицилиндровый четырёхтактный дизель ЯМЗ-6563.10 (V-образный, угол развала 90°) с турбонаддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Двигатель выполнен на базе семейства ЯМЗ-236 с электроуправляемой топливной аппаратурой: ТНВД «Компакт-40» и электронный регулятор ЭСУ-1А, блок управления М 230Е3. Класс Евро-3. Пуск — электростартером от аккумуляторных батарей.

Система управления двигателем (ЭСУ) работает по цепочке «рукоятка управления → электронный блок → исполнительный механизм на ТНВД»; рукоятка обеспечивает бесступенчатое регулирование частоты вращения. Вентиляция картера замкнутая — газы отсасываются через маслоотделитель в систему впуска перед турбокомпрессором. Двигатель оснащён воздушной заслонкой аварийного останова во впускном патрубке; использовать её для штатной остановки запрещено.

Гидромеханическая передача Д 864.3Е (DIWA.3E)

Передача Д 864.3Е (DIWA.3E) — двухпоточная гидромеханическая с автоматическим электрогидравлическим переключением ступеней. Название DIWA образовано от слов «дифференциал» (DI) и «гидродинамический трансформатор» (WA): на первой передаче мощность передаётся одновременно двумя потоками — гидродинамическим и механическим; по мере роста скорости доля механической передачи увеличивается, что повышает КПД на малых скоростях.

В составе передачи: привод с гидравлическим демпфером крутильных колебаний, входной дифференциал, гидротрансформатор, механический редуктор с планетарными механизмами тормоза и заднего хода, узел отбора мощности. Гидротрансформатор может работать в режиме гидрозамедлителя с тремя ступенями интенсивности. Масляно-водяной теплообменник отводит тепло в систему охлаждения двигателя.

Управление — с пульта ГМП клавишным переключателем: «N» (нейтраль), «1», «2», «3» и «Д». Клавиша «Д» включает автоматическое переключение с 1-й по 3-ю передачу; «1» удерживает только первую передачу (манёвры, подъёмы). Переключение производится на ходу без перехода через «N». Клавиша «R» не используется — направление движения меняет реверс-редуктор. Запуск двигателя возможен только при нажатой «N»; пуск буксировкой невозможен.

Ходовая часть

Тележки двухосные, челюстного типа с индивидуальным рессорным подвешиванием — обе одинаковые и взаимозаменяемые. Рессорное подвешивание на каждое колесо: две спиральные пружины, балансир, закалённая втулка и резиновое кольцо. Колёсная пара — ось и два колеса (сборных или цельнокатаных) диаметром 600–610 мм; разность диаметров по кругу катания — не более 0,3 мм в пределах тележки и не более 1 мм по тепловозу.

Буксы со стальным литым корпусом и роликовыми подшипниками; упругие осевые упоры в крышках смягчают удары и позволяют плавно вписываться в кривые. Упругий разбег колёсной пары 10 мм, свободный разбег регулируется прокладками в пределах 1–3 мм. Температура букс в пути — не выше +70 °C; смазка «Буксол» добавляется через 100 ч, полностью заменяется через 3000 ч.

Системы охлаждения, смазки и топливоподачи

Система охлаждения жидкостная: центробежный водяной насос, теплообменники двигателя и ГМП, термостаты, радиатор с охладителем наддувочного воздуха, вязкостная муфта вентилятора (включается биметаллическим элементом при 62–68 °C наружного воздуха). Рабочая температура охлаждающей жидкости на выходе из двигателя: 70–95 °C; длительная работа ниже 60 °C не разрешается.

Топливо размещено в двух сварных баках прямоугольной формы под рамой; баки соединены как сообщающиеся сосуды. Воздух поступает через фильтр на поручне переходного мостика, проходит турбокомпрессор и охладитель наддувочного воздуха; выпускные газы выводятся через колено, гофрированный компенсатор и глушитель на крыше.

Тормозное и пневматическое оборудование

Тепловоз оборудован автоматическим, прямодействующим локомотивным и ручным тормозами. Пневматический тормоз действует на четыре оси, ручной — на две (передняя тележка). Воздух вырабатывают два поршневых компрессора: первый приводится от шкива вентилятора, второй — от шкива коленчатого вала клиновыми ремнями. Главный воздушный резервуар — 170 л.

Песочная система: четыре бункера, встроенных в раму, восемь форсунок; управление электропневматическое (кнопка «Песочница»). Расход через одну форсунку — 0,4–0,5 кг/мин. Полная заправка — около 420 кг.

Электрооборудование и безопасность движения

Электрическая схема однопроводная, 24 В постоянного тока. Источники: две аккумуляторные батареи 6СТ-190АПЖ (последовательно, 190 А·ч, 24 В суммарно) и генератор Г3000Б (28 В, ременный привод). При частоте вращения до 700 мин⁻¹ — питание от батарей, выше — от генератора.

Тепловоз оборудован устройством безопасности КЛУБ-УП-113 и радиостанцией РВС-1-01. КЛУБ-УП принимает сигналы АЛСН, определяет скорость и координату, формирует допустимую скорость и снимает напряжение с ЭПК при её превышении; контролирует бдительность машиниста, регистрирует параметры движения. При выключенной системе движение невозможно. Питание 24 В (допускается 20–32 В).

Противопожарная защита машинного отделения — автоматическое аэрозольное тушение с тепловыми пускателями (93 °C и 141 °C) и ручным дистанционным пуском. В кабинах — огнетушители и дымовые извещатели.

Диагностика двигателя (блинк-коды ЭСУ-1А)

Диагностика ГМП DIWA.3E: лёгкая неисправность — мигание активной клавиши на пульте 10 секунд; серьёзная — мигают аварийная лампа и клавиша, передача переходит в нейтраль. Коды считываются через диагностический разъём. Для подробной диагностики двигателя используется прибор АСКАН-3.

Техническое обслуживание и ремонт

Масло двигателя: первые две замены через 100–200 ч, третья через 500–600 ч, далее через каждые 900–1000 ч. Масло ГМП: через 60 тыс. км (минеральное) или 120 тыс. км (синтетическое). Таблица смазочных материалов:

Эксплуатация на детских железных дорогах

Первые пять тепловозов (ТУ10-001…005) построены в 2010 году и поступили в Санкт-Петербург, Новомосковск, Нижний Новгород, Волгоград и Южно-Сахалинск. В 2011 году тепловозы получили дороги Новосибирска, Кургана, Пензы, Владикавказа и Уфы. В 2012–2015 годах — Тюмень, Чита, Екатеринбург, Белогорск, Челябинск, Иркутск, Хабаровск, Ростов, Лиски, Оренбург, Казань, Кемерово, Ярославль. К июню 2015 года построено 30 тепловозов (ТУ10-001…030).

По данным на 2024 год построено 34 тепловоза ТУ10. Тридцать четвёртый, выпущенный в 2024 году, предназначен для Семейской детской железной дороги в Казахстане. В 2022 году производство осложнилось из-за ограничений на поставки немецкой гидромеханической передачи Voith.

Сравнение тепловозов ТУ2, ТУ7 и ТУ10

Читайте также

• Узкоколейные тепловозы: все серии ТУ и ТГ
• Тепловоз ТУ2 – первый массовый узкоколейный тепловоз
• Тепловоз ТУ7 – узкоколейный тепловоз с гидропередачей