Одной из многочисленных попыток, которая привлекала внимание многих конструкторов, было использование привода посредством шатунного механизма, уже хорошо зарекомендовавшего себя в паровых машинах, с заменой пара сжатым воздухом. Используя этот принцип, в конце 1920-х гг. в Италии был спроектирован тепловоз с передачей сжатым воздухом, смешанным с паром. Эта передача представляла собой соединение воздушной и паровой передач. Тепло выхлопных газов использовалось в паровом котле для получения пара, который затем смешивался со сжатым воздухом. Эта смесь поступала в качестве рабочего тела в цилиндры паровой машины. Такая же смесь получалась и в тепловозе с пневматической передачей, построенном на машиностроительном заводе в Эсслингене в Германии, но там примешивание водяного пара к сжатому воздуху вызывалось лишь необходимостью охлаждения воздуха при сжатии его в компрессоре. 20 марта 1924 г. в немецкой статье «Новое в локомотивостроении» описывался тепловоз итальянского инженера Фаусто Царлатти6. К сожалению, заметка не давала полной картины о системе этого тепловоза, но поскольку можно догадаться, этот опытный тепловоз представлял переделанный обычный паровоз постановкой на него дизеля с компрессором, сжимающим воздух. Сжатый воздух смешивался с паром из котла, и эта смесь работала в паровых цилиндрах паровоза. Тепло отходящих газов и охлаждающей воды дизеля использовалось в паровом котле. Очевидно, этот первый тепловоз имел целью лишь испытать возможность применения смеси пара с воздухом. Окончательная же система, вероятно, должна была состоять из дизель-компрессорного агрегата, отходящее тепло которого должно использоваться в специальном котле для производства пара, причём в таком случае отпала бы топка и вместе с ней образование дыма. Кроме того, растопка такого локомотива требовала бы гораздо меньше времени, чем растопка паровоза.
Таким образом, проект, основанный на патентах изобретателей Фаусто Царлатти и Умберто Симони, представлял тепловоз с паровоздушной передачей, причём воздух подавался ротационным компрессором в котёл-насытитель, где он и насыщался водяным паром, получаемым от пропуска воды по трубкам через глушитель дизеля, приводящего в движение воздушный компрессор.
Опыты с постройкой тепловоза Царлатти велись с 1923 г., и в 1928 – 29 гг. в Королевском Арсенале Специи в соответствии с этим проектом был переделан танк-паровоз типа 1―3―1 Итальянских железных дорог (FS) 910.042 с машиной двойного расширения. Локомотивы этой серии, выпускавшиеся с 1905 г. фирмой Ansaldo и уже длительное время находившиеся в эксплуатации, хорошо зарекомендовали себя надёжной работой механики и одинаково хорошим ходом как вперёд, так и назад. В случае успешной реализации этого проекта появлялась возможность переоборудовать необходимое число паровозов обширного в то время локомотивного парка FS, обходясь без постройки новых машин. В цехе Арсенала на локомотиве был произведён демонтаж котла, компрессоров и будки машиниста. Котёл локомотива 910.042 был возвращён Итальянским железным дорогам.
На раме самого локомотива оставлена машина двойного расширения с трубопроводами и установлен быстроходный двухтактный шестицилиндровый дизельный двигатель 2C-216 фирмы Fiat – S. Giorgio с двухступенчатым ротационным компрессором K.-280/130 швейцарской компании в Винтертуре.
Диаметр цилиндра дизеля 250 мм, ход поршня 270 мм. Эффективная мощность двигателя 325 л.с., частота вращения 450 об/мин. Габаритные размеры двигателя: длина 1500 мм, ширина 1100 мм, высота 1700 мм. Масса двигателя 7689 кг, удельная масса 23 кг/л.с. Габаритные размеры компрессора: длина 3805 мм, ширина 700 мм. Общая масса 7 т, эффективная производительность за вычетом всех потерь при 485 об/мин 2400 м3/ч, потребляемая мощность 313 л.с. при расчётном давлении 8 ат и 295 л.с. при 7 ат. Был также установлен паровой котёл локомотивного типа с нефтяной топкой. Полная длина котла 5000 мм, внутренний максимальный диаметр 1000 мм, длина дымовой коробки 1000 мм. В котле размещены 132 водонагревательные трубки диаметром 45/40 мм. Длина между решётками 2590 мм. Полная поверхность нагрева 52 м2. Сцепная масса тепловоза 67 т. Нефть распылялась единственной форсункой, приводимой в действие сжатым воздухом при работающем дизель-компрессоре, или паром, если дизель-компрессор остановлен. Колёсные пары оставлены без изменений.
Для работы поршневой машины использовался или пар, или сжатый воздух, насыщенный паром.
Работа тепловоза осуществлялась следующим образом. Дизель приводил в движение воздушный компрессор, тепло охлаждающей воды и выпускных газов дизеля шло на образование пара. Затем пар смешивался со сжатым в компрессоре воздухом и смесь эта работала в цилиндрах паровой машины. При смешении пар, имеющий котловое давление, распылялся в среде сжатого воздуха небольшим электрическим вентилятором, как только давление воздуха достигало 1 ати. В качестве преимущества своей системы Царлатти указывал на то обстоятельство, что благодаря примеси пара к сжатому воздуху не происходит замораживания цилиндров вследствие сильного охлаждения их при расширении чистого воздуха в цилиндрах. Питание котла осуществлялось всасывающим инжектором. Вода, служащая для охлаждения дизеля и компрессора, подавалась в котёл при температуре приблизительно 70°С и легко всасывалась, поскольку уже находилась в системе охлаждения под давлением 0,7 ати. При запуске в холодное время котёл служил для предварительного прогрева дизельного двигателя. Пар добавлялся в охлаждающую рубашку дизельного двигателя перед запуском, чтобы таким образом прогреть первые три цилиндра. От сконструированного экономайзера, утилизирующего тепло выхлопных газов дизельного двигателя для повышения температуры питательной воды, пришлось отказаться, потому что он затруднял доступ к ротационному компрессору высокого давления. Использование тепла выхлопных газов, важное для повышения экономичности котла, в дизельных установках локомотивов не всегда позволяет достичь такого же высокого теплового эффекта. Испытания тепловоза Царлатти проводились на участке Римской ж. д. между Римом и Остией с 6 по 25 апреля и 31 мая 1929 г. Всего проведено 16 пар поездов (туда и обратно). Максимальная скорость, достигнутая с составом массой 101 т, составила 74 км/ч. Реальное давление в котле во время поездок держалось в пределах 7 ÷ 8 ат. Эксперимент в целом получился удачным, но были выявлены также и недостатки. Так, например, 17 апреля сломался поршень насоса контура водяного охлаждения дизеля; 23 апреля оторвалась трубка насоса Вестингауза. О расходе топлива не сообщалось. Насколько известно, никаких дальнейших практических шагов по использованию этого тепловоза сделано не было.
Поддержите канал-поставьте лайк.
