Длительная эксплуатация тепловозов ТГМ3, ТГМ3а и ТГМ3б в условиях промыш-ленных предприятий показала, что применяемые на них дизели М753Б из-за своих конст-руктивных особенностей имеют ограниченный ресурс, повышенный расход топлива и масла, низкую ремонтопригодность. В то же время Центральным научно-исследовательским дизельным институтом (ЦНИДИ) с 1964 года велись работы по про-ектированию дизелей ЧН21/21 широкого назначения. Это позволило специалистам ВНИТИ и ЦНИДИ предложить для использования на промышленных локомотивах тепло-возную модификацию дизеля 6ЧН21/21, рабочее проектирование и изготовление которой было организовано на Балаковском машиностроительном заводе им. Дзержинского.
Конструкторы Людиновского тепловозостроительного завода под руковод¬ством главного конструктора В. Н. Логунова спроектировали на базе ТГМ3б новый тепловоз с использованием дизеля 6ЧН21/21 и служебной массой 68 тонн. Тепловозу была при-своена серия ТГМ4. Ведущими конструкторами тепловозов в разные периоды были Ва-сильев Ю.А., Крум В.Э. Производство этих локомотивов началось в 1971 году. В 1973 го-ду была выпущена партия тепловозов ТГМ4 с увеличенной до 80 тонн служебной массой (за счет установки 12 тонн балласта). В 1974 году тепловозы служебной массой 68 тонн и 80 тонн выпускались параллельно, причем тепловозам со служебной массой 68 тонн была присвоена серия ТГМ4а с продолжением нумерации, начатой в 1971 году; тепловозы мас-сой 80 тонн сохранили прежнюю серию ТГМ4, но с введением новой системы нумерации, начиная с № 527 (что как бы учитывало 26 тепловозов массой 80 тонн выпуска 1973 года, имевшие общую нумерацию с тепловозами массой 68 тонн). Первоначально новые тепло-возы выпускались параллельно с ТГМ3б, но к концу 1977 году окончательно заменили его в производственной программе завода.
Тепловозы ТГМ4, ТГМ4А и ТГМ4Л. Тепловозы ТГМ4 и ТГМ4а (рис. 10.4.1 и 10.4.2.) первых лет выпуска фактически представляют собой тепловоз ТГМ3б (см. гл. 10.3), перепроектированный под новый тип дизеля, поэтому их основные размеры и большинство узлов такие же, как у ТГМ3б последних выпусков, степень унификации ТГМ4а и ТГМ3б составляет 65 %.
В конструкцию главной рамы и кузова тепловоза внесены отдельные изменения, связанные с применением другого дизеля. Увеличение служебной массы тепловоза ТГМ4 достигнуто путем размещения в отсеках между двутаврами и поперечными перегородка-ми главной рамы 12 тонн балласта в виде чугунных плит и дроби.
Тележки тепловоза ТГМ4а не отличаются от тележек ТГМ3б. На тележках ТГМ4 изменено расположение и конструкция узлов крепления реактивных тяг осевых редукто-ров и рычажно-тормозной передачи. В связи с увеличением служебной массы тепловоза статический прогиб рессорного подвешивания увеличился до 70 мм.
Рычажно-тормозная передача ТГМ4а спроектирована унифицированной и может быть использована на тепловозах, работающих на колее 1520 и 1435 мм. У тепловоза ТГМ4 рычажно-тормозная передача предназначена только для колеи 1520 мм. Кроме то-го, для обеспечения требуемого при увеличенной массе тепловоза тормозного нажатия изменено передаточное отношение рычажно-тормозной передачи при сохранении ее ки-нематической схемы.
На тепловозах установлен четырехтактный шестицилиндровый рядный дизель 211Д-1 (6ЧН 21/21), конструкция которого значительно отличается от дизеля М753Б теп-ловоза ТГМ3б. Дизель 211Д-1 имеет литой чугунный блок и чугунные крышки цилинд-ров (отдельные для каждого цилиндра). Втулки цилиндров изготовлены из легированного чугуна, поршни – литые из алюминиевого сплава, коленчатый вал – стальной. Диаметр цилиндров и ход поршня 210 мм. Наддув дизеля осуществляется турбокомпрессором ТК-18С, предусмотрен охладитель наддувочного воздуха, выхлопной коллектор – охлаждае-мый. Дизель имеет номинальную мощность 552 кВт (750 л.с.) при частоте вращения ко-ленчатого вала 1400 об/мин (такие же параметры, как у дизеля М753Б тепловозов ТГМ3б). Удельный расход топлива на номинальной мощности 218 г/(кВт*ч)+5%. Минимально устойчивая частота вращения коленчатого вала на холостом ходу 600 об/мин. Запуск ди-зеля производится электростартером ЭС-1. Масса дизеля 4800 кг.
В отличие от тепловозов ТГМ3б, у ТГМ4 и ТГМ4а забор воздуха для работы дизеля при нормальных условиях производится из атмосферы через воздухоочиститель типа УТВ. Это позволяет улучшить степень очистки воздуха, снизить разрежение на впуске в дизель, а также уменьшить запыленность машинного помещения. В конструкции боковых стенок машинного помещения сохранены жалюзи-просечки и сетчатые фильтры, что по-зволяет в случае высокой запыленности воздуха или сильных снегопадов перейти на за-бор воздуха из машинного помещения.
Частота вращения коленчатого вала дизеля регулируется всережимным регулято-ром. Изменение затяжки пружины регулятора производится восьмипозиционным элек-тропневматическим устройством поршневого типа (восьмипозиционным прибором). По-рядок включения и отключения электропневматических вентилей прибора задается кон-троллером машиниста. Для остановки дизеля в аварийных ситуациях в патрубке между турбокомпрессором и охладителем наддувочного воздуха установлена заслонка с дистан-ционным управлением (захлопка).
На тепловозах применена унифицированная гидропередача УГП 750/202ПР2, ко-торая отличается от передачи тепловоза ТГМ3б отдельными технологическими измене-ниями, направленными на увеличение долговечности.
Раздаточный вал гидропередачи карданными валами связан с двухступенчатыми осевыми редукторами, первая ступень которых состоит из конических зубчатых колес, вторая – из цилиндрических. На тепловозе ТГМ4а использованы осевые редукторы и кар-данные валы ТГМ3б. Для передачи увеличенного крутящего момента на ТГМ4 применены осевые редукторы и узлы карданных валов тепловоза ТГМ6а (см. гл. 10.5). От поворота вокруг оси каждый редуктор ТГМ4 удерживается одной, а ТГМ4а – двумя реактивными тягами.
Система охлаждения дизеля – двухконтурная, жидкостная, с водомасляными теп-лообменниками для охлаждения масла дизеля и гидропередачи. В основном контуре цир-кулирует жидкость, охлаждающая дизель и масло гидропередачи; в дополнительном – наддувочный воздух и масло дизеля. В каркасе охлаждающего устройства с левой сторо-ны установлены 10 водо-воздушных секций основного контура, а с правой – 6 секций ос-новного и, ближе к машинному помещению, 4 секции дополнительного контура. Внутри каркаса на специальной опоре установлен электродвигатель постоянного тока П72 (12.4 кВт, 120 А, 115 В) с частотой вращения 1280 об/мин. Вал электродвигателя пластинчатой муфтой связан с валом подпятника шестилопастного вентилятора типа УК-2М диаметром 1200 мм. Внутри опоры электродвигателя установлен маслоохладитель дизеля. Снаружи каркаса размещены боковые и верхние жалюзи с пневматическим приводом. На случай отказа пневматического предусмотрен ручной привод жалюзи. Управление работой жа-люзи и электродвигателя вентилятора – автоматическое (по сигналам от датчиков темпе-ратуры) и дистанционное.
Как и на ТГМ3б, на ТГМ4 и ТГМ4а применяется двухмашинный агрегат, установ-ленный на корпусе гидропередачи и имеющий клиноременный привод от шкива гидропе-редачи. Поскольку электротехническая промышленность прекратила поставки двухма-шинных агрегатов тепловоза ТЭ3 для новых локомотивов (они поставлялись только в ка-честве запасных частей), на ТГМ4 и ТГМ4а установлен двухмашинный агрегат А-706Б тепловозов типа ТЭ10 (см. гл. 4.2). Возбудитель В-600 (20,6 кВт, 165 В, 125 А), входящий в состав двухмашинного агрегата, используется в качестве генератора для питания элек-тродвигателя вентилятора охлаждающего устройства, а генератор ВГТ 275/150 (8 кВт, 106 А, 76 В) - для питания цепей управления, освещения и заряда аккумуляторной батареи. Частота вращения вала двухмашинного агрегата составляет 1800 об/мин при номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля.
Аккумуляторная батарея 6СТЭН-140М, компрессор ВП 3-49 с клиноременным при-водом, тормозное оборудование у ТГМ4 и ТГМ4а такие же, как у ТГМ3б.
Служебная масса тепловоза ТГМ4 составляет 80 т. Он развивает длительную силу тяги 226 кН при скорости 5 км/ч при работе на маневровом режиме, 88 кН при скорости 15 км/ч на поездном режиме. Сила тяги при трогании с места на маневровом режиме – 260 кН, на поездном режиме – 176 кН.
Тепловоза ТГМ4а служебной массой 68 т развивает длительную силу тяги 194 кН при скорости 5 км/ч при работе на маневровом режиме, 88 кН при скорости 15 км/ч на по-ездном режиме. Сила тяги ТГМ4а при трогании с места на маневровом режиме – 220 кН, на поездном режиме – 176 кН.
ТГМ4 и ТГМ4а имеют максимальную рабочую скорость на маневровом режиме 27 км/ч, на поездном – 55 км/ч. Конструкционная скорость при транспортировке в холодном состоянии с отсоединенными карданными валами составляет 90 км/ч. Минимальный ра-диус проходимых кривых 40 м. Запас топлива 2800 кг, воды в системе охлаждения 530 кг, масла дизеля 300 кг, масла гидропередачи 300 кг, песка 900 кг.
Тепловозы первых выпусков ТГМ4 и ТГМ4а поступили для эксплуатации на раз-личные промышленные предприятия, в частности, на Орско-Халиловский, Макеевский, Днепропетровский, Донецкий металлургические комбинаты. В первые годы эксплуатации тепловозы работали недостаточно надежно. В основном, отказы были связаны с неудов-летворительным качеством изготовления узлов дизеля – турбокомпрессора, топливной аппаратуры, подшипников коленчатого вала. Специалистами ЦНИДИ и Балаковского машиностроительного завода была проведена большая работа по доработке конструкции дизеля и совершенствованию технологии изготовления его узлов. Предпринятые меры позволили довести надежность дизеля до заданного значения. На Людиновском теплово-зостроительном заводе также были проведены работы по доработке конструкции теплово-за. Это позволило в 1974 году присвоить тепловозам ТГМ4 и ТГМ4а высшую категорию качества, которая была подтверждена в 1977 и 1979 гг.
С 1975 года Балаковский машиностроительный завод начал производство дизелей 211Д-2, ряд узлов которых был модернизирован для повышения надежности и долговеч-ности, основные параметры дизеля при этом не изменились. На тепловозах устанавлива-лись также дизели 211Д-2 производства Народного предприятия тяжелого машинострое-ния «Завод им. К. Либкнехта» (SKL, г. Магдебург, ГДР), выпущенные по технической до-кументации Балаковского машиностроительного завода.
В процессе выпуска в конструкцию тепловозов ТГМ4 и ТГМ4а неоднократно вно-сились изменения, направленные на увеличение долговечности, снижение трудоемкости изготовления и обслуживания локомотивов, а также на повышение степени унификации с другими сериями тепловозов, выпускаемых заводом. В 1978 году была проведена крупная модернизация, заключавшаяся в использовании более рационального размещения обору-дования и новых вспомогательных агрегатов. Основное изменение заключалось в приме-нении компрессора ПК-35М с приводом через втулочно-пальцевую муфту от переднего фланца отбора мощности дизеля. Компрессор ПК-35М обеспечивает подачу 3,5 м3/мин сжатого воздуха при частоте вращения коленчатого вала 1400 об/мин. Для возможности размещения компрессора в передней части машинного помещения дизель был смещен ближе к гидропередаче, что потребовало внести изменения в конструкцию рамы, кузова и ряда других узлов локомотива. Впервые подобное размещение оборудования было при-менено на экспортных тепловозах серии 37 (заводское обозначение - ТГМ4к). Измененная компоновка была внедрена с тепловозов ТГМ4-1050 и ТГМ4а-850.
Одновременно были внесены значительные изменения в конструкцию кабины и электрические цепи локомотивов. С 1978 г. были применены шкаф электрооборудования и пульты управления, унифицированные с тепловозом ТГМ6а (см. гл. 10.5), использован контроллер КВП-0855М. Для размещения шкафа электрооборудования увеличенной вы-соты были ликвидированы верхние лобовые стекла на передней стенке кабины машини-ста (рис. 10.4.3. и 10.4.4).
С тепловозов ТГМ4-1095 и ТГМ4а-917 в рессорном подвешивании применены шарниры, не требующие смазки, с ТГМ4-1150 и ТГМ4а-975 локомотивы стали оснащать-ся пневматической магистралью для работы с саморазгружающимися вагонами. В про-цессе выпуска одна водо-воздушная секция охлаждающего устройства была перенесена из дополнительного контура в основной (основной контур стал содержать 17 секций, а дополнительный – 3 секции), аккумуляторная батарея 6СТЭН-140М была заменена на 32ТН-450 емкостью 450 А/ч, конструкция концевых частей главной рамы была унифици-рована с ТГМ6а, втулочно-пальцевые муфты привода гидропередачи и компрессора были заменены шинными. С начала 80-х годов на тепловозы начали устанавливаться дизели 211Д-3 и гидропередачи УГП 750/202ПР4 с увеличенным ресурсом. С конца 1983 года с тепловозов ТГМ4-1984 и ТГМ4а-1910 кузов машинного отделения имеет двухстворчатые двери, что существенно облегчает доступ к оборудованию при осмотре и ремонте. С 1986 года компрессоры ПК-35М в связи с введением нового стандарта получили обозначение ВУ-3,5/9-1450Л.
В 1989 году тепловозам ТГМ4а было присвоено новое обозначение серии ТГМ4л («легкий» вариант ТГМ4) с сохранением прежней нумерации. Конструкция и характери-стики локомотива при этом не изменились.
Для проведения различных исследований и испытаний Людиновским тепловозо-строительным заводом выпускались отдельные тепловозы серии ТГМ4 и ТГМ4а осна-щенные опытными узлами и агрегатами. Были изготовлены тепловозы с различными ва-риантами выпускной системы дизеля, унифицированными шарнирами карданных валов, опытной муфтой между дизелем и гидропередачей, однорежимной (без поездного режи-ма) гидропередачей и т.д. В 1978-79 гг. на Макеевском металлургическом комбинате про-водились испытания тепловоза ТГМ4-1122, оборудованного тепловой защитой для рабо-ты в горячих цехах.
Специалисты Людиновского тепловозостроительного завода проводили работы по созданию унифицированной бесчелюстной тележки для промышленных тепловозов. Пер-вые образцы таких тележек были использованы в 1974 году на опытном тепловозе ТГМ6б-394 и в 1978 году на опытном тепловозе ТЭМ12-0001 (см. гл. 9.4). После анализа полу-ченных при испытаниях и опытной эксплуатации результатов и доработки конструкции в 1980 г. заводом были изготовлены опытные тепловозы ТГМ4а-1212 и ТГМ4 с бесчелюст-ными тележками. В их конструкции были использованы роликовые боковые опоры пони-женного трения с резиновыми элементами, упругий шкворневой узел и гидравлические гасители вертикальных колебаний. Рычажно-тормозная передача обеспечивала двухсто-роннее нажатие тормозных колодок на колесные пары. Данные тепловозы совместно с тепловозом ТГМ6а-1362 (см. гл. 10.5) проходили испытания на заводе-изготовителе и ВНИТИ, в ходе которых опробовались различные сочетания жесткости пружин, варианты установки гасителей колебаний, конструкции возвращающих устройств. После окончания испытаний тепловозы на бесчелюстных тележках были отправлены в эксплуатацию.
Тепловозы серии ТГМ4, ТГМ4а и ТГМ4л поставлялись промышленным предпри-ятиям различных отраслей, часть тепловозов отправлялась на экспорт. Сведения о выпус-ке тепловозов ТГМ4, ТГМ4а и ТГМ4л в период 1976-1990 гг. (без учета экспорта) приве-дены в таблице 10.4.1. Всего с 1971 по 1990 гг. (с учетом экспорта) выпущено 2659 теп-ловозов серии ТГМ4, 2828 - ТГМ4а , 115 - ТГМ4л.
такой не был построен
Железнодорожная техника 
