Испытания паровозов Эм в 1931 и 1941 годах

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Впервые паровоз серии Эм был испытан в 1931 году. Это был паровоз с нефтяным отоплением и полностью клепаным котлом (сцепной вес 85,6 т) из самых первых выпусков Луганского завода. Опыты проходили на Октябрьской дороге - там же, где были испытаны многие паровозы и где Ю.В. Ломоносов исследовал паровозы Эш и Эг. Работа паровоза на малых скоростях и с большой силой тяги изучалась на 6 %о подъеме на участке Мстинский мост-Торбино, а на больших скоростях - на идеально прямом участке Бологое-Тверь, имеющем очень небольшой уклон в сторону Твери. Опыты производились с целью выявления «выигрыша мощности» и влияния повышения давления на экономичность по сравнению с паровозом Эу.

О результатах испытания было сказано осторожно. Они показали снижение расхода пара от 2 до 10 %, однако сами авторы указали, что не следует всю экономию отнести за счет повышения давления. Сила тяги по фор-сировке котла оказалась выше, чем у Эу, при малых скоростях и ниже при больших. Общая экономичность паровоза вообще не вычислялась, что было объяснено плохим качеством нефти.

Опыты не показали какого-либо превосходства паровоза Эм перед паровозом Эу, но напряженная политическая обстановка начала 1930-х годов не позволяла говорить о том, что модернизированный паровоз хоть в чем-то оказался хуже, чем прототип. Это повлекло бы обвинение во «вредительстве» и жестокое наказание. Представить ситуацию 1909-1915 годов, когда В.И. Лопушинский и Ю.В. Ломоносов могли открыто критиковать могущественного Н.Л. Щукина и его паровоз серии Щ, официально считавшийся «нормальным типом паровоза» русских железных дорог, теперь было невозможно.

В 1938-40 годах большая часть паровозов серии Эм была переделана. Изменения затронули основные параметры паровоза. Были введены:

- пароперегреватель Шмидта, имевший большую надежность, чем пароперегреватель Чусова;

- четырехдырный конус с раздельным выхлопом (из каждой части цилиндра в свой канал), что уменьшало противодавление на поршень;

- подогрев воды в тендере и др.

Кроме этого, большинство дорог в то время эксплуатировало угольные паровозы, а в 1931 году был испытан нефтяной паровоз. Исследования 1931 года не были полными.

Поэтому к 1941 году выявилась необходимость провести новые испытания. Опыты были выполнены в начале 1941 года на специально построенном для этих целей кольце в Щербинке. Для экспериментов был выбран угольный паровоз Эм716-55, произведенный в 1931 году. Паровоз имел первоначальный сцепной вес 82,5 т и был оснащен всеми перечисленными выше устройствами.

Начавшаяся война помешала обработать и сразу опубликовать результаты опытов, поэтому брошюра о проведенных испытаниях появилась лишь в 1947 году.

Опыты показали, что паровоз с изменениями 1938-40 годов мало отличается от паровоза, испытанного в 1931 году.

Наибольшая мощность (1450 л. с.) была развита при скорости от 25 до 40 км/ч. Форсировка котла при этом достигала 60 кг/ м2 в час.

Наибольшая касательная сила тяги -19 ООО кг была получена при непрерывном действии песочницы. Следует заметить, что при проведении опытов паровоз был дополнительно нагружен балластом, и его вес повысился до 88,75 т. На обычных паровозах серии Эм такую силу тяги развить нельзя. (Надо себе представить, как грохотала отсечка и какие тучи дыма поднимались над кольцом в Щербинке, когда из паровоза «выжимали» наивысшую мощность!)

Наиболее экономичными оказались скорости от 25 до 50 км/ч при отсечках 0,3-0,4, то есть такие, какие обычно использовались при вождении поездов паровозами серии Э. КПД паровоза при этом составил 6,5-6,8 %.

В1947 году паровозы Эм уже не были основными локомотивами отечественных железных дорог, поэтому через 16 лет оказалось возможным открыто сказать о том, чем был паровоз Эм по сравнению с Эу:

«Результаты испытаний показали, что экономичность паровозов Эм по сравнению с Эу не только не повысилась, а в некоторых случаях даже снизилась.

Для реализации увеличенной цилиндровой мощности, преимущественно при трогании с места, оказалось необходимым пользование песком на паровозах 3м в несколько большей мере, чем на паровозах Эу». [22] (Паровоз оказался неэкономичен и «перецилиндрен» - Л.М.)

В реальных условиях мощность паровоза Эм по сравнению с паровозом Эу при скорости 40 км/ ч понизилась с 1320 л. с. до 1250 л. с. [3]

В паровозах Эу были сохранены основные пропорции между площадью топки, силой тяги по цилиндрам и сцепным весом, заложенные еще В.И. Лопушинским и откорректированные при выпуске первых паровозов Э. Увеличенный до 85 т сцепной вес паровозов Эу не ухудшал, а улучшал их тяговые свойства, снижая склонность к буксованию. Еще в 1914 году, при рассмотрении вариантов дальнейшего роста цилиндровой мощности паровоза Э, ученые пришли к выводу, что это невозможно без доведения нагрузки на ось до 17 т и перепроектирования всего паровоза (РГИА, ф. 120, оп. 1, д. 43).

С повышением котлового давления до 14 кг/ см2 (на 16 %) цилиндровая сила тяги и цилиндровая мощность паровоза Эм значительно возрастала, но это увеличение силы тяги не было подтверждено ни повышением сцепного веса (который, наоборот, снизился до 82 т), ни увеличением источника мощности всего паровоза - площади топки. Отступление от оптимальных соотношений дополнительно привело к снижению КПД паровоза.

Технический кругозор конструкторов паровоза Эм оказался узким - с выводами 1914 года они явно не были знакомы.

Эксперименты 1941 года и опыт эксплуатации паровозов с водоподогревателями в тендере и воздухо-подогревом, накопленный к 1947 году, позволили авторам испытаний сделать еще одно очевидное заключение, которое было невозможно сделать раньше:

«Тендерные водоподогреватели работают неудовлетворительно при средних форсировках котла и совсем не работают при малых. По этой, в основном, причине большинство их не использовалось и постепенно приходило в негодность. Газовые воздухоподогреватели распространения вообще не получили». [22]

Таким образом, все изменения, проведенные при проектировании паровоза Эм и дальнейшей его модернизации, не привели ни к улучшению тяговых свойств, ни к повышению экономичности по сравнению с паровозом Эу, а главные параметры были ухудшены. Улучшена была лишь технологичность изготовления паровоза за счет применения сварки. Но это «улучшение» внесло несоответствие цилиндровой мощности сцепному весу. История с паровозом Эм наглядно демонстрирует, насколько тонко в конструкторском отношении сбалансирован паровоз. В нем, как в самолете, ни одно непродуманное решение не остается безнаказанным.

В целом же испытания показали, что паровоз Эм как был, так и остался пригодным для работы локомотивом, хотя и менее экономичным, менее мощным и более склонным к буксованию, чем паровоз Эу. Положительные качества были заложены в изначальной конструкции, которая почти не изменилась.

Паровозы 3м производились с 1931 по 1935 год Брянским, Луганским, Сормовским и Харьковским заводами, всего было выпущено около 2600 паровозов этой серии. Наибольшее количество локомотивов выпустили Луганский и Харьковский заводы - каждый около 1000 паровозов. Вместе с паровозами Э и Эу паровозы Эм в 1930-е годы заняли главенствующее положение на советских железных дорогах и обеспечивали большинство грузовых перевозок.

3*707-30 - один из первых паровозов 3м Харьковского завода в депо Тихорецкая. 1985 год Фото А.Ал. Васильева

3*723-91 Брянского завода 1932 года постройки на поворотном круге депо Пологи. 1989 год Фото В. Г. Вл а сен ко

3*718-50 (Луганск, 1932 год). Так паровоз выглядел при постройке. Фото из коллекции Н.Ю. Пытеля

3*717-51 первой партии Сормовского завода. Депо Калинин. 1977 год. Фото автора

3*719-60. Паровоз первых выпусков Луганского завода 1932 года. Станция Гомель. 1980 год. Фото автора

Эу708-17 - первый паровоз Брянского завода с котлом типа 3м и давлением пара 12 кг/см2 в депо Ташкент. 1987 год. Фото КМ. Кузнецова

Все, что осталось от паровоза Зу708-17. Лето 1988 года. Фото В.М. Кувшинова

3*710-44 - один из паровозов, поступивших в 1931 году в депо Алма-Ата. Паровоз прожил бурную жизнь: с Турксиба был отправлен на Восточно-Сибирскую дорогу, во время войны и сразу после нее служил в ОРКП, затем его перевели на Ярославскую дорогу, откуда в 1948 году он был передан министерству энергетики. До 1984 года паровоз работал на подъездном пути Ивановской ГРЭС. Вокзал Иваново. 1982 год. Фото автора

Так располагались трещины топок новых паровозов 3м, в том числе 710-44. Внизу эскиза подпись В.М. Виролайнена. Чертеж из фондов РГАЭ

3*729-23 - один из первых паровозов Брянского завода с двумя колпаками. Депо Ржев, 1977 год. Фото автора

Двухколпачный 3*730-42, готовый к отправке с путей Сормовского завода. Фото из фондов ГАНО

Паровоз 3м Луганского завода 1934-35 годов выпуска. Фото из коллекции НА. Ермолаева

3*737-06 (Харьков, 1934 год) на поворотном круге депо Тихорецкая, 1985 год. Фото А.Ал. Васильева

ПАРОВОЗЫ Эм

3*4203 но строительстве Красноуральского медеплавильного зоводо. 1935 год Фото из коллекции Н.Ю. Пытеля

3*5034 (Хорьков, 1934 год), выпущенный для Нижнетагильского металлургического комбината, на ст. Заводоуковская. 1980 год. Фото A.A. Мальцева

ПАРОВОЗЫ Эм

Паровоз серии СО17. Станция Торжок, 1977 год. Фото автора

Схема паровоза Эу701-83 с пылеугольным отоплением. Чертеж из книги В.А Ракова [1]

Один из немногих паровозов 3м, оборудованных водо-и воздухоподогревателем. Во время войны паровоз был сфотографирован немцами. Отечественных фотографий паровозов с воздухо-и водоподогревателями найти не удалось. Фото 1943 года из книги «Локомотивы идут на войну» [34]

3*723-49, переделанный в 1937-38 годах на Коломенском заводе в конденсационный. Фото из архива Коломзавода

Такой же бывший конденсационный - 3*723-55 после обратной переделки на конусную тягу. 1981 год. Фото A.B. Козачкова

Один из паровозов 3м с конденсацией в депо Казанджик на следующий день после страшного землетрясения 1946 года, полностью разрушившего Ашхабад. На заднем плане - руины депо. Фото из фондов РГАЭ

3*734-65. Работа в вагонном депо Ржев. 1977 год. Фото автора

Паровоз 3м на мосту у Химок через только что открытый канал Москва-Волга. 1937 год. Фото из коллекции автора

5. Паровозы Эр выпуска до 1944 года

⇐ | Паровозы Эм с конденсацией пара | | Паровозы класса Э | | Довоенные паровозы серии Эр | ⇒