La lista incluye proyectos no realizados de locomotoras diesel de principios del siglo XX en Rusia y la URSS.
En 1904, los trabajadores del ferrocarril Vladikavkaz desarrollaron un diseño técnico para una locomotora que combinaba una planta de energía de vapor y un motor de combustión interna . Inicialmente, tales locomotoras se llamaban transportadores de petróleo. El primer tipo de transportador de aceite fue una locomotora de vapor con un motor de aceite adicional. Delante de una locomotora de este tipo había una máquina de vapor de dos cilindros , y en la parte trasera, un motor de combustión interna con dos cilindros de aire y dos de trabajo. Los cilindros de aire estaban ubicados dentro del marco y suministraban aire comprimido hasta 35 atm a los cilindros de trabajo ubicados fuera del marco. Al ingresar a los cilindros, el aire comprimido capturó el aceite suministrado por una bomba especial y lo inyectó en los cilindros. Aceite quemado bajo la influencia de aire comprimido a alta temperatura a presión constante. En 1906 y 1913 Se estudiaron los problemas de mejora de los procesos térmicos del transportador de aceite, así como varias opciones para la ubicación de los cilindros y la conexión cinemática del motor con las ruedas motrices.
De acuerdo con la idea de los autores del proyecto, el eje principal del motor de una locomotora diesel (como en una locomotora de vapor) debe ser uno o más ejes de juegos de ruedas. Al mismo tiempo propusieron cambiar la relación de revoluciones del eje principal diésel , es decir, los ejes y ruedas de la locomotora. En este caso, el motor diesel podría ponerse en marcha incluso cuando la locomotora estaba parada y detenerse con las ruedas girando. Para atascar las ruedas en los ejes o desacoplarlos, el ingeniero A. I. Lipets desarrolló un embrague neumático.
El embrague (ver figura) consta de un cubo 1, fundido junto con las ruedas, un cuerpo 6 unido a él con tornillos y un pistón de hierro fundido 7, que puede deslizarse a lo largo del cubo y, gracias a la llave 8, girar. solo con eso En otras palabras, el cubo, el cuerpo y la llave deben girar con las ruedas. La boquilla 9 con la llave 10 está rígidamente conectada al eje 11, que debe ser accionado por un motor diesel. Dirigiendo aire comprimido a través del anillo 4 hacia la cavidad 5 y desplazando así el pistón 7 hacia la izquierda, fue posible atascar la rueda con el eje. Al suministrar aire a través del anillo 2 al interior de la cavidad 3, se desacoplan. Con este diseño, era muy difícil llevar aire comprimido a los acoplamientos giratorios desde tanques montados en el bastidor de la locomotora. El funcionamiento de dicha transmisión se probó en una locomotora de vapor tipo 0-3-0 de la serie T con marcos externos. El acoplamiento realizado por los talleres de Oremburgo no funcionó satisfactoriamente (debido a una importante fuga de aire). En julio de 1914 se otorgaron préstamos para la construcción de dos locomotoras diésel experimentales de acción directa, iguales en potencia a la locomotora a vapor tipo 1-4-0 de la serie Sh según el proyecto desarrollado en 1913, sin embargo, debido al estallido de la Primera Guerra Mundial, el proyecto no se implementó. Una característica del proyecto, además del embrague neumático, fue un marco de barra de forma especial para instalar dos motores diesel en forma de V de cuatro cilindros, así como una disposición inclinada de cilindros con ejes de impacto. Simultáneamente con el diseño de una locomotora diesel con embrague neumático en el mismo ferrocarril de Tashkent, se desarrolló un proyecto de locomotora diesel según la idea de que el aire comprimido V.A. a 12 atm ingresara a los cilindros de la máquina de vapor. Durante el desarrollo de este proyecto se encontraron grandes dificultades, siendo la principal el descenso de la temperatura del aire durante la expansión bajo cero, que ante la presencia de humedad en el aire provocaba la congelación de los cilindros.
Los primeros proyectos de locomotoras diésel incluyen el proyecto de una locomotora eléctrica autónoma propuesta por el ingeniero N. G. Kuznetsov y el coronel A. I. Odintsov. El proyecto preveía la instalación en el bastidor de la locomotora de dos motores verticales tipo barco de cuatro cilindros (con una capacidad de 180 hp cada uno), conectados a generadores de corriente trifásicos que generaban corriente para alimentar cuatro motores de tracción. El bastidor y la caja de la locomotora descansaban sobre dos bogies biaxiales (fórmula axial 2 0 - 2 0 ).
El esquema preveía dos puestos de control ubicados en los extremos de la locomotora. Los autores planearon seguir desarrollando un proyecto para una locomotora diesel similar, pero con la instalación de motores con una potencia total de hasta 1000 hp. El 8 de diciembre de 1905, los autores hicieron un informe sobre sus proyectos en una reunión de la Sociedad Técnica Rusa en San Petersburgo, que aprobó los proyectos, pero no se construyó una sola locomotora diésel.
En 1909-1913. La Planta de Kolomna, bajo la dirección de F. H. Meinecke , desarrolló un proyecto para una locomotora diesel con un motor de 1000 hp. y transmisión eléctrica. Sobre la viga principal, soportada por dos bogies de cuatro ejes, se encontraba un grupo generador diesel, formado por dos motores diesel de tres cilindros, que accionaban un generador de tracción situado entre ellos.
La corriente del generador se alimentaba a cuatro motores de tracción montados en dos ejes centrales de cada bogie (fórmula axial 1 - 2 0 - 1 + 1 - 2 0 - 1). Se supuso que el peso de servicio de la locomotora diesel sería de 116 toneladas y el peso del acoplamiento - 64 toneladas (carga del eje motriz 16 toneladas y del eje de soporte 13 toneladas). La gran masa de la locomotora diésel se explica por el hecho de que los motores diésel se tomaron demasiado lentos (velocidad del cigüeñal 300 rpm).
El profesor de la Escuela Técnica Superior de Moscú V. I. Grinevetsky realizó un gran trabajo en la creación de un motor reversible de velocidad particularmente baja que cumpla con los requisitos del servicio ferroviario . V. I. Grinevetsky creía que:
a) la locomotora necesita un motor especialmente diseñado para la tracción;
b) no debe haber transmisión entre el motor y las ruedas;
c) el motor de combustión interna debe ser el más simple y al mismo tiempo el más económico. En el privilegio declarado el 13 de octubre de 1906, Grinevetsky presentó una serie de requisitos técnicos fundamentales para un motor diésel. Según V. I. Grinevetsky, una máquina térmica reversible debe cumplir los siguientes requisitos:
Deseando reducir al máximo las fuerzas de los pistones y dotar a su motor de la mayor compacidad, V. I. Grinevetsky realizó el ciclo Diesel en tres cilindros. A principios de 1908, la planta Putilov (ahora Kirov) desarrolló dibujos de trabajo de un motor Grinevetsky experimental. Este motor fue construido en 1909 en la misma planta.
En el cilindro de aire 1 (ver figura), el aire de trabajo se comprime previamente, en el cilindro 2: compresión, combustión y expansión posteriores, que luego continúan en el cilindro de expansión 3, desde donde se expulsan los productos de combustión.
El pistón enfriado del cilindro 2 sirve al mismo tiempo como válvula de escape para el cilindro 3. Los cilindros 1 y 3 tienen bielas ubicadas casi en ángulo recto, lo que facilita la aceleración del aire. Gracias a esta disposición de los cilindros, el cambio de carrera se consigue casi sin reorganizar los órganos de distribución, convirtiendo el cilindro 1 en un cilindro de expansión y el cilindro 3 en uno de aire. En 1909-1912. Se llevaron a cabo pruebas de motor, que se retrasaron debido a algunas de sus deficiencias individuales, y luego se suspendieron por falta de fondos. Las pruebas han demostrado que el proceso de combustión en los cilindros transcurre normalmente, a partir de 120 rpm.
Sobre la base del trabajo en el motor de su sistema, V. I. Grinevetsky, con la participación del ingeniero B. M. Oshurkov , desarrolló un proyecto para una locomotora diesel de pasajeros equivalente en potencia a una locomotora de vapor del tipo 2-3-0 de la serie K U. y una locomotora de mercancías equivalente a una locomotora de vapor del tipo 0-5-0 de la serie E. La locomotora diesel es completamente simétrica y tiene un motor a cada lado, cuyo eje principal son los ejes de los juegos de ruedas. Al mismo tiempo, V. I. Grinevetsky colocó el cilindro pequeño 4 (diámetro 280 mm y carrera 700 mm) dentro del marco, y los cilindros grandes de expansión de aire 6 (diámetro 600 mm y carrera 700 mm) - afuera. Para facilitar el mantenimiento y el control del proceso de combustión, se inclinan pequeños cilindros y se introducen en el cuerpo.
Ambas locomotoras diésel se diseñaron sin transmisión y, por lo tanto, tendrían una fuerza de tracción constante durante el funcionamiento normal. Para poder cambiarlo, Grinevetsky previó una sobrecarga del motor en un 75% al cambiar la presión promedio del indicador. Con base en los resultados de la prueba de un motor experimental, los autores asumieron la instalación de grandes tanques de aire 3 con un volumen de 60 m 3 en una locomotora diesel . El esquema también preveía un calentador 1 para calentar el aire antes de que ingrese al cilindro, tanques de combustible 2 y un compresor diesel auxiliar 5 con una capacidad de 250 hp.
El motor Grinevetsky pudo operar de manera estable a una velocidad variable y con un amplio cambio en la presión promedio indicada, mientras que tenía un consumo de combustible bastante bajo. Se suponía que dicho motor se colocaría en el bastidor en forma de dos o tres bloques (tres cilindros cada uno), según la potencia prevista, y se instalaron acoplamientos hidráulicos en los extremos del motor y luego una caja de cambios permanente a la línea de transmisión. en los ejes de los bogies delantero y trasero. Con esta disposición del motor, no hay:
En 1915, el ingeniero E. E. Lontkevich propuso un proyecto de locomotora diésel, según el cual se instaló una caja de cambios mecánica con tres relaciones de transmisión entre el motor principal y los ejes móviles. La marcha atrás debía llevarse a cabo encendiendo engranajes adicionales o cambiando la dirección de rotación del eje del motor. Para el acoplamiento de engranajes individuales, se pretendía utilizar embragues de fricción que pudieran conectarse y desconectarse fácil y rápidamente. En el primer diseño de la locomotora diésel, Lontkevich previó un engranaje adicional especialmente diseñado para un funcionamiento silencioso y maniobras con doble conversión de energía (en un caso particular, una transmisión eléctrica). Sin embargo, más tarde el autor abandonó el uso de un motor auxiliar y transmisión de potencia, y propuso embragues deslizantes especiales. Se suponía que debía instalar un motor diesel de dos tiempos 1 con una sola acción (diámetro del cilindro 400 mm y carrera del pistón 550 mm), una caja de cambios 2 con tres etapas, en la que la fuerza de empuje tangencial es 8000, 5550 y 4500 kg en velocidades de 56, 80 y 100 km/h, respectivamente h; refrigerador 3 para agua y aceite, compresor 4, tanques de combustible 5 y cilindros de arranque 6. Según los cálculos del autor, la locomotora debería desarrollar una potencia de hasta 1630 hp en la llanta y 1870 hp en el eje del motor. (con una eficiencia de 16 - 20%).
El punto débil de una locomotora diésel de este tipo era la transmisión. La combinación de un tren de engranajes con un mecanismo de biela con un par bruscamente variable podría ser una fuente de ruido en la transmisión y choques en el gemelo.
En 1912 - 13 años. en la Escuela Técnica Superior de Moscú, el estudiante A. N. Shelest , bajo la dirección del profesor V. I. Grinevetsky, desarrolló un proyecto de tesis original de una locomotora diesel. En 1912, A. N. Shelest propuso un nuevo principio para el funcionamiento de motores térmicos mediante el uso de un generador mecánico de gases comprimidos. Siguiendo el esquema de la locomotora diesel de V. A. Shtukenberg, A. N. Shelest , en contraste con él, propuso usar no aire en cilindros de tipo locomotora, sino productos de combustión con inyección de agua en ellos para bajar la temperatura. Según el autor, la locomotora diésel debería haber tenido dos motores: el primario (generador de gas), como reemplazando una caldera de locomotora, y el secundario, un motor de pistón (como una locomotora), trabajando con este gas. No debe haber conexión cinemática entre estos dos motores. Se suponía que la locomotora del sistema Shelest funcionaba de la siguiente manera.
El aire comprimido en el compresor de carga 1 a 3-4 atm ingresa al depósito de aire 2 y luego (durante el período de admisión) a través de la válvula de admisión al cilindro de combustión 3, llenando todo su volumen utilizable ka (ver gráfico). En el punto muerto inferior de la carrera del pistón, el cilindro de combustión se separa del depósito de aire y el aire se comprime a lo largo de la línea ab a 60 atm durante la carrera ascendente del pistón. Cerca del punto muerto superior se inyecta petróleo, que arde a lo largo de la línea bc, y desde el punto c comienza la expansión de los gases a lo largo de la línea cd. Cerca del punto d, se inyecta agua con aire en el cilindro para enfriar los gases. En el punto e, la válvula de escape se abre y, durante la carrera del pistón a lo largo de la línea ef, los gases a una presión de 9 atm y una temperatura de 380–400 ° C se empujan hacia un receptor de gas especial 4. En el punto f, el escape la válvula se cierra y los gases restantes se expanden a lo largo de la línea fk con la carrera del pistón hacia abajo hasta el punto k, donde la válvula de admisión se abre nuevamente, el aire del depósito de aire es admitido nuevamente en el cilindro de combustión y el ciclo se repite. Desde el receptor de gas cargado de esta manera, los gases calientes ingresan a la máquina de tracción de pistón 5. Un regulador especial regula el funcionamiento conjunto de la máquina 5, el receptor de gas 4 y el generador de gas. El número de revoluciones del motor secundario, conectado directamente con las ruedas motrices, está determinado por la velocidad de la locomotora diésel, y su potencia y fuerza de tracción, como en una locomotora de vapor, están determinadas por la presión de admisión y el grado de llenado. de los cilindros, y la fuerza de tracción puede aumentar al disminuir la velocidad.
La locomotora diésel consta de tres grupos principales. El primer grupo está formado por un grupo compresor de aire-vapor 1 de seis cilindros con una potencia de 900-1000 hp, accionado por motores de combustión interna 4 con pistones de dos etapas 3 y no conectados cinemáticamente con los ejes de la locomotora. El aire comprimido en los compresores 1,6 atm, a través de las válvulas de descarga y los orificios de purga entra en el cilindro del motor 4 al final de la carrera del pistón 3 hacia abajo. Los productos de combustión del cilindro 2 van al tubo de escape 5 ya través de la caldera de vapor 7 a la atmósfera, cediendo parte de su calor al agua. En la cavidad 2, el vapor se mezcla con el aire. La mezcla se comprime a 8 atm y entra al receptor 6.
El segundo grupo está formado por un motor 9 de combustión interna de alta presión de dos tiempos y dos cilindros y un motor 10 de baja presión de tipo locomotora. El aire de purga mezclado con vapor de la cavidad 2 ingresa a los cilindros del motor 9, que, a través de las varillas 11, los deslizadores 12 y las bielas 13, impulsa los ejes del cigüeñal 14. Dos cilindros de motores de baja presión 10, que funcionan con gases de escape enfriados del motor 9 , están ubicados fuera del marco y también impulsan el eje del cigüeñal 14. El tercer grupo consta de una caldera de vapor 8 utilizada para enfriar los productos de escape de la combustión de motores de alta presión, una caldera 7 que recibe calor de los gases de escape del motor 4 y un receptor 6. La locomotora diésel de I. F. Yadov funciona de la siguiente manera . En primer lugar, el aire del depósito de reserva (o el vapor de la caldera 7) pone en marcha el motor al ralentí del primer grupo. Luego, la locomotora es impulsada por los cilindros 10, en los que funciona una mezcla de aire comprimido y vapor. Tan pronto como la velocidad alcanza 10 - 15 km / h, las válvulas correspondientes se cierran y la mezcla de vapor y aire bajo una presión de 5-8 atm ingresa a los cilindros del motor 9. Aquí la mezcla se comprime a 40 atm, luego de lo cual el combustible se suministra a una presión de 80 - 200 atm. Los gases de escape entran en la caldera 8 y, pasando por los tubos de fuego, ceden calor al agua. El vapor de esta caldera podía ser puesto en acción en cualquier momento por los motores del primer grupo. También se suponía que debía agregarse al aire comprimido durante el funcionamiento de la locomotora en las maniobras y al arrancar, para que la temperatura del aire al final de la expansión no descendiera por debajo de cero. Los cilindros del motor 10 casi duplican la potencia del motor de acción directa, lo que da como resultado su masa en 1 hp. disminuye, que es la característica original de la locomotora diésel del sistema Yadov. I. F. Yadov creía que su locomotora diesel sería eficiente. alrededor del 35% y podrá mover trenes a alta velocidad, el costo de una locomotora diesel debido a la menor masa por 1 hp no excederá el costo de una locomotora de vapor.
Al crear el proyecto, G.S. Sidorov creía que una locomotora diésel requiere un funcionamiento normal en una sección plana de la vía, forzada en un ascenso y mínima en una pendiente. Por lo tanto, cualquier transmisión entre el eje diesel y las ruedas motrices es necesaria solo al arrancar y al trabajar en una pendiente; cuando se trabaja en terreno llano e inclinado, el eje diesel se puede conectar de alguna manera a los ejes móviles. Con base en estas disposiciones, G. S. Sidorov propuso un diseño de transmisión que, al arrancar y trabajar en pendientes, le permite desconectar el motor diesel de los ejes motrices, y al trabajar en el llano y las pendientes, el motor diesel se puede acoplar al ejes motrices por medio de un embrague de leva.
Un motor diésel de dos tiempos, cuatro cilindros y doble efecto está ubicado de forma oblicua frente a la locomotora. Dentro del marco, detrás del motor diesel, se instalan dos cilindros, cuyos pistones tienen varillas comunes con los pistones de los cilindros internos del motor diesel, y dos cilindros se instalan fuera de los marcos debajo de la cabina del conductor. Las crucetas comunes de los cilindros internos del motor diesel y los cilindros instalados detrás del motor diesel, a través de las bielas, giran el eje de impacto (ubicado en el medio del bastidor), que está conectado mediante embragues de leva especiales a las arandelas exteriores. conectado a los dedos de los ejes motrices. Los cilindros ubicados debajo de la cabina del conductor están conectados a los ejes móviles mediante barras de tiro. El sistema de locomotoras Sidorov funciona de la siguiente manera. Al arrancar, el conductor desconecta el eje de impacto de las arandelas con manivelas, abre el regulador y el aire comprimido fluye desde el tanque de reserva hacia los cilindros ubicados detrás del motor diesel. Después de que los cilindros internos del motor diesel se calientan, el conductor abre el suministro de combustible y los cilindros diesel y los que se encuentran detrás funcionan como compresores diesel de alta presión, llenando el tanque de repuesto con aire comprimido. Cuando la presión en el tanque se normaliza, el conductor coloca el mecanismo de distribución en una posición en la que todo el aire comprimido por los cilindros detrás del motor diesel ingresa a los cilindros y la locomotora se pone en marcha. El aire que ha sido expulsado en los cilindros traseros, aún teniendo alta presión, ingresa al tanque de aire de purga de reserva y a la tubería, desde donde ingresa para purgar los cilindros diesel. Los productos de combustión gastados en los cilindros diesel se descargan a través del cono hacia la chimenea. Los cilindros diésel están refrigerados por agua. El vapor resultante de la cámara sobre el diesel ingresa al refrigerador ubicado en la parte delantera de la locomotora, en el cual cede calor al aire que pasa por las tuberías, aspirado por el cono. El condensado resultante fluye de regreso a través de la tubería hacia la cámara sobre el motor diesel. Cuando se alcanza la velocidad requerida, el conductor enciende el embrague de leva y el motor diesel comienza a girar los ejes motrices. Una seria dificultad en el diseño de la locomotora diesel fue la creación de acoplamientos que permitieran conectar y desconectar las bielas de las máquinas del eje de tracción. El diseño general de la locomotora también fue difícil.
La sección técnica del Comité Científico y Técnico, que consideró repetidamente el diseño de la locomotora diesel del sistema Sidorov, en su decisión del 29 de octubre de 1928, reconoció como prematuro el desarrollo constructivo del proyecto y al mismo tiempo consideró conveniente para experimentalmente verificar la racionalidad del ciclo de Sidorov en condiciones de laboratorio y fábrica en paralelo con las pruebas similares planificadas de los ciclos Yadov, Mazinga y GOMZ.
El diseñador de la planta de Sormovo , G.V. Trinkler , propuso un proyecto de locomotora diésel con dos cilindros de trabajo a cada lado del bastidor, cuyos pistones accionan un equilibrador especial montado en el bastidor. Desde este equilibrador, el movimiento de la biela se transmite directamente a los gemelos. Gracias a esta acción directa del motor principal sobre el eje sin transmisión, se garantiza un alto valor de eficiencia.
El motor principal puede empezar a funcionar solo a una velocidad conocida, cuando la locomotora ya ha alcanzado una determinada velocidad, por lo tanto, se utiliza una unidad auxiliar para acelerar la locomotora, que consiste en un motor de alta velocidad que hace girar un generador eléctrico que alimenta la energía eléctrica. motor. conectado por un tren de engranajes y una biela a los ejes de la locomotora. Cuando el tren alcanza una velocidad de unos 10 km/h, la locomotora principal comienza a funcionar de forma independiente, tras lo cual la unidad auxiliar puede funcionar al ralentí, desarrollando algo de trabajo, aumentando así la potencia total de la locomotora, o incluso deteniéndose.
La operación del motor auxiliar está asociada con una pérdida de energía (20 - 25%) en la transmisión, pero esto tiene poco efecto sobre el consumo total de combustible, ya que la unidad opera por poco tiempo.
La locomotora diesel de G. V. Trinkler no contenía elementos irrealizables, así como decisiones fundamentales incorrectas. A pesar de esto, el proyecto se consideró difícil y no se implementó.
Aire comprimido a 35 atm procedente de un compresor montado en la estructura de una locomotora entra a través de un tubo a la cavidad interna de un tanque de doble pared. La cavidad exterior del tanque es calentada por los gases de escape que llegan a través de una tubería desde el compresor diesel y a través de dos tuberías desde la máquina principal y luego salen al exterior. El aire comprimido caliente del tanque a través de una tubería a través de una válvula de control, una tubería y carretes ingresa a las cámaras de combustión de los motores de dos cilindros y dos tiempos de doble acción con gusanos de sangre ubicados en un ángulo de 90 °. Los cilindros del motor están equipados con válvulas de escape, inyectores y calentadores. Para enfriar el agua en circulación, se instalan radiadores en los extremos de la locomotora.
Antes de arrancar la locomotora, los calentadores se calientan, se abre la válvula de control y se suministra aire comprimido del depósito de doble pared a la cámara de combustión de uno de los cilindros del motor, cuyo pistón está cerca del punto muerto. Luego se suministra aceite a la cámara de combustión, que, al caer sobre el calentador calentado, se enciende y proporciona la carrera de trabajo del pistón bajo carga.. el motor arranca. La siguiente carrera del pistón empuja los productos de la combustión.
Al final de esta carrera, las cámaras de combustión se cargan nuevamente con aire comprimido del depósito de doble pared. Por lo tanto, el motor funciona en un ciclo de dos tiempos sin carrera de compresión, pero con carrera de escape. Cuando la locomotora se pone en marcha, se ponen en marcha los compresores diesel, que suministran aire a un tanque de doble pared, en el que también se agregan gases de escape, por lo que el aire se calienta hasta 800 ° C y en el futuro el proceso en el los motores de locomotoras diésel pueden funcionar según el ciclo diésel sin compresión, pero con empuje; la carrera de compresión es realizada por un compresor diesel. La válvula de control cambia la cantidad de aire que ingresa a la cámara de combustión. y el regulador de la bomba de aceite controla la cantidad de aceite. Con una manija especial, el distribuidor de gas se mueve hacia adelante o hacia atrás. Los motores impulsan ejes de cigüeñal conectados por barras de tiro al eje motriz central.
La sección técnica del Comité Científico y Técnico del 24 de febrero de 1928 reconoció que la máquina de trabajo de la locomotora diésel propuesta por Maximov es un motor de combustión interna dividido y, si se diseña adecuadamente, puede ser de interés. Por lo tanto, la sección consideró conveniente dar a Maksimov la oportunidad de completar el desarrollo del proyecto en relación con la locomotora de vapor de la serie U y y, después de considerar el proyecto, decidir sobre la construcción de una locomotora diesel experimental. Sin embargo, el proyecto no se desarrolló y no se construyó una locomotora experimental.
La idea principal de este proyecto es que parte de los cilindros del motor diesel, ubicados en el bastidor de la locomotora, estén conectados a sus ejes a través de los balanceadores, y el resto suministre aire al receptor, y a las manivelas de las ruedas motrices. se montan en un ángulo de 90 °.
De mayor interés en este proyecto es el diagrama del motor. En el cilindro de un motor diesel de dos tiempos, el aire se comprime a 45 atm y el 50% del aire comprimido a tal presión se empuja a través de la válvula hacia el receptor. Una vez que se cierra la válvula y se suministra combustible al cilindro, se produce la ignición y comienza la carrera de potencia. Al final de la carrera de trabajo, los gases son eliminados por el aire de purga y se repite el ciclo. El aire comprimido del receptor a través de otra válvula ingresa a los cilindros de tracción, luego de lo cual se suministra combustible a través de la boquilla, se produce un destello, comienza la carrera de trabajo y el movimiento de la locomotora diesel. Después de la expansión, los productos de la combustión se eliminan primero a través de las ventanas de escape (escape libre) y luego (después de cerrar las ventanas) a través de las válvulas de escape. Este método de liberación facilita el funcionamiento de la válvula de escape, ya que por ella pasan gases que tienen una temperatura baja. El resto de los productos de combustión se somete a cierta compresión y luego el ciclo continúa en el mismo orden. La válvula de entrada y la boquilla están controladas por un mecanismo especial que le permite cambiar el grado de llenado y, en consecuencia, el suministro cuantitativo de combustible para que la combustión se produzca con un exceso constante de aire.
A un número constante de revoluciones del eje del motor y suministro de aire por el cilindro, el grado de llenado de aire del cilindro de tracción, así como el volumen de gases al final de la combustión, cambiará inversamente con la velocidad de la locomotora. . es decir, se obtiene una característica de tracción similar a la de una locomotora.
Se planeó someter la válvula para la selección de aire comprimido a verificación experimental, luego de lo cual sería posible hacer una evaluación práctica del esquema propuesto mediante la fabricación de un prototipo de locomotora diesel. Estos trabajos no han sido completados.
GK Khlebnikov creía que un motor de tracción diesel debería tener una cámara de compresión de volumen variable, lo que garantizaría la combustión del combustible a varias velocidades y en cualquier estado térmico del motor. Para confirmar esta suposición, Khlebnikov en 1937-1940. en el Instituto de Investigación Científica de la NKPS, realizó experimentos en un motor de dos cilindros y dos tiempos equipado con una cámara de compresión de volumen variable diseñada por él, un dispositivo de encendido y un refuerzo superior. El estudio del funcionamiento de este motor nos ha permitido sacar una serie de conclusiones. La ignición del combustible en el motor de tracción en el momento de arrancar el tren y durante los períodos de operación a bajas velocidades durante la aceleración solo es posible desde un dispositivo de ignición especial. Sin embargo, la ignición artificial a alta presión de compresión conduce a una presión de flash excesiva (120 a 150 atm), que puede reducirse reduciendo la presión de compresión. Pero en este caso, la eficiencia del motor disminuye, por lo que es posible permitir el funcionamiento con presión de compresión reducida solo por un corto tiempo. es decir, durante el período de arranque y aceleración. El resto del tiempo, el motor debe funcionar según el principio de alta compresión.
Con base en el material experimental obtenido en el estudio de un motor de tracción con cámara de compresión de volumen variable, se desarrolló un diseño técnico de una locomotora diésel de acción directa. Durante el desarrollo del proyecto, se utilizaron el bastidor, el tren de rodaje y las partes móviles de la máquina locomotora de calor y vapor del sistema de la planta de Lugansk. Un motor de combustión interna de tracción con cámara de compresión de volumen variable, pistones de movimiento opuesto y barrido de flujo directo tenía que funcionar según un proceso de dos tiempos con la expansión de gases solo en cavidades internas; las cavidades exteriores de los cilindros se utilizan para la preparación de aire de purga y carga con una presión de hasta 3 atm. Las fuerzas de la acción de los gases se transmiten a las ruedas motrices a través de los ejes de impacto. Para mejorar la disipación de calor de los pistones, sus cabezas están llenas de aceite. El aceite, tomando calor de la cabeza del pistón, lo transfiere a través de los anillos del pistón a la camisa del cilindro, que se enfría con agua.
El motor de tracción de una locomotora diésel, al arrancar y acelerar el tren, funciona según el principio de baja compresión con encendido de combustible a partir de un encendedor eléctrico. Al mismo tiempo, se abre una cámara adicional con una válvula accionada por pistón, en la que se encuentran un encendedor y una boquilla de arranque. Sin embargo, debido a las dimensiones limitadas del material rodante, fue difícil crear una forma de cámara ventajosa. Con una cámara de compresión ampliada, la presión al final de la compresión es de 16,3 kg/cm 2 y la presión de flash calculada es de 36,5 kg/cm 2 . La presión indicadora media, relativa a toda la carrera del pistón, necesaria para proporcionar la mayor fuerza de tracción en una potente locomotora diésel, alcanza los 13,5 kg/cm 2 . Esto determinó el grado de impulso, aproximadamente igual a 75 - 76%. Por lo tanto, al agregar 75% de aire al aire principal. suministrado durante el período de purga, se garantizará el arranque y la aceleración del tren a una velocidad de 10-15 km / h, a la que ya se produce el autoencendido del combustible y el proceso normal de funcionamiento del motor diesel. Al mismo tiempo, para obtener valores elevados de la presión indicadora media (hasta 12 kg/cm 2 ), el proyecto prevé la presurización a una presión de 1,5 atm. Se requiere una buena atomización del combustible para obtener un alto par en una amplia gama de velocidades del motor. Por lo tanto, se eligió una bomba de combustible en la que la carrera de inyección del émbolo se produce bajo la acción de un resorte. La aplicación de este principio asegura la misma calidad de pulverización a cualquier velocidad angular del rodillo de leva de la bomba de combustible.
En el bastidor de la locomotora se planeó instalar un compresor diesel auxiliar de alta presión con motor diesel 1D12, en el cual la mitad de los cilindros funcionan como motor, y el resto como compresor, y en cuatro cilindros se comprime el aire. a 8 atm, y en dos a 70 atm. El sistema de control de la locomotora diesel es similar al sistema de control de la locomotora de vapor de calor de la planta de Lugansk tipo 1-4-1 al actuar a través del mecanismo de leva en el período de apertura de la válvula de refuerzo y en el suministro de bombas de combustible. El mecanismo de carrete se utiliza para controlar las fases de distribución de la bomba de purga en las cavidades traseras de los cilindros de trabajo y para controlar la apertura de las válvulas de refuerzo cuando se inicia el volumen variable. Sin embargo, el proyecto quedó inconcluso.
Al crear una locomotora diésel de acción directa, un gran problema era el tema de arrancar un motor diésel y acelerar el tren, lo que requería la instalación de un compresor diésel auxiliar en el bastidor de la locomotora diésel con una potencia igual al 40-50 %. de la potencia del motor diesel principal. Con los tipos más antiguos de compresores diésel, una instalación auxiliar de este tipo resultó ser tan complicada y costosa que esencialmente anuló las ventajas de una locomotora diésel de acción directa. Uno de los intentos de sortear esta dificultad es la sugerencia de L. M. Maisel.
La locomotora diésel Maisel consta de un motor diésel de dos tiempos con pistones opuestos, un compresor diésel de pistón libre, una bomba de recuperación y un tren de rodaje. El compresor diésel está diseñado para suministrar aire a la máquina de tracción al arrancar y acelerar la locomotora diésel hasta que se produzca un destello en el motor de tracción, así como para la presurización máxima del motor de tracción con cargas elevadas y para accionar unidades auxiliares. Se suponía que la locomotora instalaría dos compresores diesel idénticos con una capacidad total de 78 m 3 /min.
El grupo de pistones del compresor diesel consta de tres pistones conectados en una sola pieza: diesel y dos compresores (primera y segunda etapa). El movimiento del sistema de pistones se produce como resultado de la combustión de combustible en un cilindro diesel. El cilindro de primera etapa del compresor funciona como una bomba de barrido de cilindro diésel.
El compresor diesel se pone en marcha con aire comprimido hasta 22 atm desde cilindros de 400 l, donde es bombeado por el compresor diesel principal. Los cilindros del motor de tracción están dispuestos horizontalmente, dos a cada lado de la locomotora, uno encima del otro. Las fuerzas de los pistones se transmiten a través de la biela y el sistema de ventilación a los ejes de tracción. El motor tiene dos tipos de alimentación: aire comprimido de un compresor diesel y combustible líquido. El aire comprimido se suministra a través de una válvula de aire especial. El combustible líquido se suministra a los cilindros mediante un empujador de gas. El pistón impulsor, que está presurizado por los gases de la cámara de compresión del motor, está conectado a un émbolo que suministra combustible al cilindro.
La locomotora funciona de la siguiente manera. Primero, se pone en marcha un compresor diésel con aire comprimido de los cilindros, que suministra aire a través del calentador al receptor principal. La boquilla del calentador se enciende inmediatamente después de recibir las primeras porciones de aire comprimido; la temperatura de calentamiento se controla cambiando el suministro de combustible. La presión en el receptor principal se controla mediante un manómetro instalado en el puesto del conductor. Cuando alcanza 20 - 21 atm, la locomotora se puede poner en marcha. Para ello, el conductor coloca la marcha atrás en la posición deseada y abre el regulador de aire; el aire a través de las válvulas de aire ingresa a los cilindros del motor de tracción y esparce los pistones que, a través de las bielas, los balancines de la barra de tiro y el eje de impacto, transmiten el movimiento a los gemelos de las ruedas de la locomotora. La aceleración de un tren que pesa 1700 toneladas en una subida de 5 ‰ se proporciona a una velocidad de 12 km/h, cuando se produce un destello en los cilindros y el motor de tracción comienza a funcionar. Para suministrar combustible al motor de tracción, el regulador diésel se mueve a la posición adecuada. Al mismo tiempo, se incluyen empujadores de gas en el trabajo, que suministran combustible a los cilindros cuando los pistones están cerca del punto muerto interior. Después de que se produce un destello de combustible en el cilindro, la válvula de aire cambia a funcionamiento sobrealimentado. Las bombas de barrido asociadas con las partes móviles del motor de tracción son activadas por el regulador diésel y suministran aire de barrido solo cuando el motor de tracción está funcionando con combustible; de lo contrario, están al ralentí. Cuando la locomotora se mueve cuesta abajo, el aire de barrido se dirige a la atmósfera con la ayuda del regulador y se detiene el suministro de combustible. El proyecto de la locomotora diesel Maisel fue considerado en detalle en una reunión técnica en el departamento de locomotoras diesel del Instituto Central de Investigaciones del Ministerio de Ferrocarriles el 22 de marzo de 1945, y luego en la NTS del MPS, y se decidió emitir un pedido a la planta de Lugansk para el desarrollo de componentes individuales de esta locomotora diesel. Sin embargo, posteriormente no se llevó a cabo ni la verificación experimental de los nodos, ni la construcción del prototipo. La razón principal de esto fue que durante este período todavía no había un diseño probado de un compresor de pistón libre.