В последние годы в связи с повышением нагрузки от оси колесной пары на
рельсы грузовых локомотивов до 25—27 тс для отечественных железных дорог
наметилось различие при создании пассажирских и грузовых локомотивов
большой секционной мощности. Дальнейшее увеличение скоростей движения
пассажирских тепловозов требует снижения неподрессоренной массы экипажа
и статической нагрузки от колесной пары на рельсы. Такое различие при
создании локомотивов предъявляет и разные требования к отдельным его
узлам и прежде всего к экипажу, состоящему из кузова и тележек.
При проектировании магистральных тепловозов получило развитие два
основных направления в выборе силовой схемы кузова. Одно базируется на
том положении, что рама несет нагрузку от массы оборудования,
установленного на ней, передает силу тяги составу и воспринимает
динамические нагрузки во время движения тепловоза. В этом случае боковые
стенки, крыша и кабина воспринимают нагрузки в основном от собственной
массы и являются «кожухом», защищающим оборудование от атмосферных
воздействий. Такая конструкция кузова получила назначение несущей рамы.
При сборке тепловоза агрегаты устанавливают на открытую раму, а боковые
стенки кузова — после сборки узлов локомотива, чем значительно
облегчаются монтажные работы. В этом случае представляется возможным
делать полностью съемной кабину машиниста.
Рама тепловоза получается тяжелой, но технологически простой и менее
трудоемкой в изготовлении, чем при выборе иных силовых схем кузова.
Такие конструкции технологически и экономически целесообразны для
грузовых и маневровых локомотивов.
Другое направление развивается в неразрывном соединении элементов
металлоконструкций кузова, т. е. в создании цельносварной конструкции,
включающей в единое целое раму, топливный бак и боковые стенки кузова с
элементами крыши. Такая схема получила название несущего кузова, т.е.
статические и динамические нагрузки несут все элементы конструкции.
Такой кузов более трудоемок, но прежде всего позволяет получить
конструкцию с меньшими удельными массами. В связи
с этим такие кузова применяются для пассажирских
тепловозов.
Кузов тепловоза ТЭП70 несущий, ферменно-раскосного типа со съемной
крышей блочного исполнения. Каждый блок крыши выполнен с учетом
крепления к нему узлов вспомогательного оборудования (рис 95).
Расстановка агрегатов, узлов и вспомогательных механизмов тепловоза
выявила, что длина кузова по осям автосцепки 20 470 мм определяется
компоновкой «по низу» и на 1220 мм больше, чем у тепловоза ТЭП60.
Жесткие весовые ограничения требовали снижения массы нового кузова.
Поэтому рама и боковые стенки его изготовлены из низколегированной стали
09Г2, а силовые узлы каркаса крыши и обшивка — из алюминиевого проката,
что значительно снизило металлоемкость единицы длины кузова.
Конструктивно кузов можно разделить на пять основных частей: рама, бак
для топлива, стенки боковые с обшивными листами, блоки крыши и кабины
машиниста.
Рама кузова образована двумя главными продольными балками коробчатого
сечения, расположенными по наружному кон-туру; двумя лобовыми
поперечными балками, образующими короба для установки сцепных приборов;
четырьмя поперечными шкворневыми балками 13 для крепления стаканов,
воспринимающих продольные тяговые и тормозные силы от тележек и
передающие им вертикальную нагрузку массы кузова с оборудованием.
В силовую схему рамы включены топливный бак и каналы централизованной
системы воздухоснабжения, расположенные вдоль оси рамы. Около опор 11
установки дизель-генератора каналы воздуховода 12 проходят с двух сторон
топливного бака. Продольные силовые балки и стенки каналов системы
воздухоснабжения соединены между собой поперечными элементами рамы.
Силовые продольные элементы рамы образованы из балок серпообразного
профиля 9 толщиной 7 мм и швеллера 10.
Технологически рама тепловоза разбита на отдельные секции — две концевые
(1 и 5), среднюю 3 и две промежуточные (2 и 4), расположенные между
концевыми и средней секциями.
Рис. 95. Каркас кузова с рамой:
1, 5 — передняя и задняя концевые секции рамы; 2, 4
— передняя и задняя промежуточные секции; 3 — средняя секция с баком для
топлива; 6 — арки съемные; 7 —арки приварные;