ПАРОВОЗЫ СЕРИИ К
Возросшее пассажирское движение на Московско-Казанской железной дороге, имевшей подъемы до 10 %о, привело к тому, что к 1906 г. паровозы серий З и Ж для некоторых участков оказались слабыми. Более мощные паровозы потребовались в первую очередь для участка Рязань — Рузаевка. Кроме того, произведенное в то время усиление верхнего строения пути некоторых участков позволило довести нагрузку от движущей колесной пары паровоза на рельсы до 16 тс. Эти обстоятельства, а также успешное применение перегретого пара на паровозах серии 3 побудили Московско-Казанскую железную дорогу заказать новый, более мощный пассажирский паровоз того же типа 2-3-0 с перегретым паром, приспособленный к угольному отоплению. Последнее потребовало увеличения площади колосниковой решетки и, как следствие этого, выноса топки над рамой. Такой вынос топки был впервые сделан в русском паровозостроении.
Детальное проектирование паровоза выполнил Коломенский машиностроительный завод под руководством конструктора К. Н. Сушкина. В разработке проекта участвовал также инженер Е. Е. Нольтейн. В 1907 г. первые паровозы типа 2-3-0 (заводской тип 106) в количестве 20 единиц были построены для Московско-Казанской и Московско-Киево-Воронежской частных железных дорог. В 1912 г. этим паровозам была присвоена серия К , что означало коломенские.
Масса паровоза в рабочем состоянии составляла 74 — 75 т, сцепная масса — около 48 т. Локомотив имел движущие колесные пары с диаметром колес 1700 мм, переднюю двухосную тележку, простую двухцилиндровую машину однократного расширения с диаметром цилиндров 575 мм и ходом поршня 650 мм, испаряющую поверхность нагрева котла 164,3 м2 (147 дымогарных труб диаметром 46/51 мм), двухоборотный пароперегреватель Шмидта с умеренным перегревом (площадь пароперегревателя 40 м2, 21 жаровая труба диаметром 125/133 мм с элементами из труб диаметром 29/38 мм), площадь колосниковой решетки 2,76 м2, давление пара 12 кгс/см2. Максимальная скорость паровозам была установлена 80 км/ч (75 верст/ч), а в дальнейшем поднята до 100 и даже 105 км/ч.
Для лучшего прохода паровозами кривых шкворень бегунковой тележки был смещен ближе к задней оси, что несколько уменьшило нагрузку на первую колесную пару тележки; к раме тендера прикреплялись водила (оглобли), в которые как бы впрягался паровоз; концы водил связывались с задним упряжным ящиком паровоза поперечными тягами через пружины.
Рама паровоза опиралась на бегунковую тележку через наклонные серьги, подвешенные к шарнирной головке, которая была установлена на верхней сферической части шкворня. При прохождении паровозом кривых и отклонении тележки наклонное положение серег создавало боковое усилие, стремившееся возвратить тележку в первоначальное положение. Буксы у движущих осей имели, кроме верхнего вкладыша, еще боковые, через которые передавались горизонтальные силы (буксы проф. Обергетмана). Такая конструкция увеличивала срок службы верхних вкладыщей. На паровозах устанавливались горизонтальные инжекторы Фридмана типа Т-10у и тормозное оборудование системы "Нью-Йорк".
Желая максимально использовать возможности по уширению колосниковой решетки, конструкторы оставили недостаточный зазор между ведущими колесами и шинельными листами топки, и при движении паровоза по кривым наблюдалось соприкосновение бандажей с топкой.
Так как нагрузка от колесных пар у первых паровозов серии К оказалась несколько выше проектной и доходила до 16 тс, Московско-Казанская железная дорога не смогла сразу их использовать на участке Рязань — Рузаевка, потому что здесь имелись мосты недостаточной прочности. В течение года паровозы серии К обслуживали пассажирские поезда на легком по профилю участке Москва — Рязань параллельно с паровозами серии Ж. Хотя мощность паровозов серии К при этом использовалась не полностью, они расходовали на единицу работы меньше топлива по сравнению с паровозами серии Ж, что еще раз подтвердило преимущество машин с перегретым паром.
На хорошие качества паровозов серии К, особенно при работе их со средними скоростями, обратили внимание ряд казенных и частных железных дорог. Это заставило Коломенский машиностроительный завод внести в конструкцию паровоза изменения, направленные на уменьшение нагрузки от колесных пар на рельсы и усовершенствование локомотива. Первоначально были подготовлены чертежи, предусматривавшие снижение веса паровоза и устранение отдельных недостатков, в частности увеличение зазоров между колесами ведущей оси и топкой (была немного сокращена ширина колосниковой решетки, что привело к уменьшению ее площади с 2,76 до 2,72 м2). Пересмотренный проект паровоза серии К в 1908 г. утвердила Комиссия подвижного состава и тяги Министерства путей сообщения. По этому проекту в 1909 и 1910 гг. строились паровозы, известные как тип 109. Внешне они почти не отличались от паровозов типа 106, но имели общую массу, сниженную до 72 т, а сцепную — до 45,4 т, что позволило эксплуатировать их на линиях с неусиленными мостами.
В 1909 г. проект паровоза серии К был вновь несколько переработан: новый вариант получил обозначение заводского типа 114. При этом в конструкцию и основные размеры котла, а также паровой машины, включая движущие механизмы, от которых зависит мощность локомотива, никаких изменений внесено не было. В то же время были сделаны весьма важные изменения конструкции паровоза, связанные с удобствами эксплуатации и ремонта: шаровой шкворень бегунковой тележки был опрокинут головкой вниз и стал опираться на подпятник, укрепленный в тележке, что улучшило условия смазки шаровой пяты; листовые рессоры передней сцепной колесной пары перенесли под буксы и выполнили такими же, как у остальных движущих колесных пар; при снятии верхней части парового колпака открывалась головка регулятора, что делало более удобным его ремонт; площадку сделали на одной высоте вокруг всего котла, как, например, у паровозов серии Э; буферный брус был отштампован из одного листа и рассчитан для подвода под него домкратов. На всех паровозах выпуска 1910 г. были поставлены байпасы Зяблова — Башкина. Для увеличения площади будки ее передняя стенка выполнялась плоской.
На двух паровозах 1^996 и 1^997, построенных Путиловским заводом в 1910 г. для Сызрано-Вяземской железной дороги, но направленных для испытаний на Николаевскую железную дорогу, вместо обычного кулисного механизма Вальсхарта был установлен кулисный механизм М. И. Савельева . Этот механизм не имел эксцентриковых контркривошипов, давал одинаковые открытия окон по обе стороны поршня, требовал меньшего хода золотника, а следовательно, обеспечивал меньший износ его трущихся частей. Однако частые поломки механизма из-за больших ускорений, а значит, и напряжений в одном из шарниров послужили препятствием к распространению нового механизма. После непродолжительной эксплуатации механизм Савельева на опытных паровозах был заменен кулисным механизмом Вальсхарта.
Построенные Коломенским заводом для Варшаво-Венской железной дороги в 1910 г. паровозы заводского типа 121 в отличие от типа 114 имели увеличенную нагрузку на рельсы от задней колесной пары тележки по Сравнению с передней парой и трехосный тендер.
Опыт эксплуатации паровозов серии К показал, что высокое расположение котла, вызывавшее ранее сомнение у многих тяговиков, значительно уменьшило частоту колебаний паровоза и боковые удары о путь по сравнению с паровозами, имевшими низко расположенные котлы.
Паровозы серии К не вполне удовлетворительно работали при скоростях 80 — 90км/ч, для которых диаметр колес 1700 мм был мал и не хватало мощности котла. Кроме того, при таких скоростях на паровозах расшатывался котел и расстраивались крепления рамы. При движении на больших скоростях паровозы серии К имели менее спокойный ход, чем паровозы серий Ж и 3.
Паровозы серии К строились до 1912 г. Кроме Коломенского машиностроительного завода, их выпускал Путиловский завод. Всего за 1907 — 1912 гг. было изготовлено 145 паровозов серии К, из них 104 Коломенским, 39 Путиловским заводом и 2 мастерскими Московско-Казанской железной дороги (табл. 3.16).
Таблица 3.16
Год
выпуска
|
Завод
Изготовитель
|
Заводской
тип
|
Количество
паровозов
|
Обозначение
паровозов
|
Дорога
первоначальной
приписки
|
1907
|
Коломенский
|
106
|
20
|
Бк141-Бк150 |
Московско-Казанская
|
АК140 —АК149
|
Московско-Киево-Воронежская
|
||||
1908
|
Коломенский
|
106
|
10
|
АА18_АА22
|
Пермская
|
Бк61 - Бк65*
|
Забайкальская
|
||||
1909
|
Коломенский
|
109
|
34
|
Ук35-Ук40*
|
Екатерининская
|
АА76-АА83
|
Пермская
|
||||
Ак116 —Ак120
|
Самаре-Златоустовская
|
||||
КП910 —КП915
|
Сызрано-Вяземская
|
||||
Ак601 -Ак609
|
Юго-Западные
|
||||
1910
|
Коломенский
|
109
|
11
|
Ал84 -Ал94 |
Пермская
|
114
|
24
|
...301 — ...324*
|
Сибирская
|
||
121
|
5
|
А13 —А17
|
Варшаво-Венская |
||
Путиловский
|
По чертежам
114-го
|
32
|
...325 — ...337*
|
Сибирская
|
|
КП979—КП997
|
Сызрано-Вяземская
|
||||
1911
|
Путиловский
|
То же
|
7
|
...338 — ...344*
|
Сибирская
|
1912
|
Мастерские
Московско-Казанской ж. д. |
2
|
Б...151, Б...152
|
Московско-Казанская |
* С четырехосными тендерами типа Харьковского и Путиловского заводов.
На конец 1922 г. паровозы серии К находились на Московско-Казанской (45 паровозов), Екатерининской (37), Пермской (2) железных дорогах, а также дорогах Сибирского округа путей сообщения (58); последние имели номера 301 — 358, а остальные паровозы — номера в интервалах 40 — 73,81 — 104,137 — 169, 603 — 608.
По состоянию на 1 января 1940 г. паровозы серии К (всего 139 единиц) были сосредоточены в основном на железных дорогах Сибири и Дальнего Востока. Из них на Омской железной дороге находилось 18 паровозов, на Томской — 11, на дороге им. В. М. Молотова (Забайкальской) — 43, на Дальневосточной — 21 и на Приморской — 30.
В первой половине 50-х годов паровозы серии Кеще обслуживали пассажирские поезда на Дальневосточной и Приморской железных дорогах.
ПАРОВОЗЫ СЕРИИ Ку
До 1910 г. участок Москва — Рязань Московско-Казанской железной дороги с пятью парами скорых поездов обслуживался паровозами серий Ж и 3, а участок Рязань — Сызрань — паровозами серии К. С увеличением веса составов и скоростей на Московском участке паровозы серий Ж и 3 оказались слишком слабыми, попытка же применить при скоростях 80 — 100 км/ч паровозы серии К не дала благоприятных результатов
Инженеры дороги Е. Е. Нольтейн и П. И. Красовский разработали задание на проектирование нового паровоза на базе паровоза типа 2-3-0 серии К. Проектирование было выполнено Коломенским машиностроительным заводом под руководством конструктора К. Н. Сушкина. Новый локомотив (заводской тип 120) имел несколько больший котел, чем паровоз серии К (испаряющая поверхность нагрева 180,8 м2), пароперегреватель Шмидта с поверхностью 47,4 м2, медную топку с колосниковой решеткой площадью 3,18 м2; давление пара составляло 13 кгс/см2 . Диаметр движущих колес был увеличен с 1700 до 1900 мм при сохранении размеров паровых машин паровоза серии К. На паровозах предусматривалось применение инжекторов Фридмана НН № 10, скоростемеров Гаусгельтера, оборудования электрического освещения Пинча, пресс-масленок Фридмана и тормозов Вестингауза или системы "Нью-Йорк".
Получился довольно удачный тип быстроходного паровоза с нагрузкой от движущей колесной пары на рельсы около 17 тс. Поскольку Министерство путей сообщения не допускало прохождения по мостам участка Москва — Рязань паровозов с нагрузкой от колесной пары выше 16 тс, пришлось облегчать многие части нового паровоза, даже в ущерб их прочности. В результате во время опытных поездок со скоростью 125 км/ч случались нагревы подшипников и изгибы спарников.
Пассажирский паровоз нового типа получил первоначально обозначение серии Бц, а затем по системе 1912 г. — Ку, что означало коломенский усиленный.
Паровозы серии Ку строились Коломенским машиностроительным заводом в трех вариантах: с трехосным тендером без продольных балансиров; с трехосным тендером, имеющим продольные балансиры между первой и второй колесными парами, и (последние шесть машин) с четырехосным тендером на тележках Даймонда (шкворневые балки этих тележек через рессоры опираются на боковые рамы тележек). Кроме того, паровозы отличались системой тормозов, устройствами беспарного хода (клапан Рикура, а затем байпасы Зяблова — Башкина), формой отдельных деталей.
Завод выпускал паровозы серии Ку в 1911 — 1914 гг. (1911 г. — № 1 — 8, 1912 г. — № 9 — 33, 1914 г. — № 34 — 39). Все они были направлены на обслуживание линии Москва — Рязань Московско-Казанской железной дороги, где заменили в дальнем движении паровозы серий З и Ж.
В 1913 г. несколько паровозов серии Ку временно использовались на Варшавской линии Северо-Западных железных дорог, курьерские и пригородные поезда которой имели в то время наиболее высокие скорости движения. Работая параллельно с паровозами серии С, паровозы серии Ку, несмотря на снабжение их высокосортным топливом, не выдерживали заданное время хода на ряде перегонов.
В 1925 г. на паровозе Ку 29 в порядке опыта был установлен подогреватель воды системы Кайля — Потонье, в дальнейшем снятый с паровоза.
Паровозы серии Ку оказались достаточно экономичными, простыми в ремонте, но уступали по мощности и ряду других показателей паровозам серии С. Особенностью экипажной части паровоза серии Ку являлось отсутствие в системе рессорного подвешивания балансиров — каждая ось имела свое подвешивание. Такая статически неопределимая система подвешивания, нуждающаяся в частых тщательных регулировках, не оправдала себя в эксплуатации и в дальнейшем на паровозах, как правило, не применялась. Первоначально установленная для паровозов максимальная скорость 110 км/ч затем была поднята до 115 км/ч.
До середины 1940 г. паровозы серии Ку обслуживали на линии Москва — Рязань дальние поезда и пригородные, выходящие за пределы электрифицированного участка Москва — Раменское; в дальнейшем некоторые из них были переданы на другие участки дороги. До 1936 г. паровозы серии Ку работали на нефтяном отоплении, а затем были переведены на угольное.
После Великой Отечественной войны часть паровозов серии Ку вновь были переведены на нефтяное отопление. Наиболее интенсивно паровозы исключались из инвентаря в 1957 — 1958 гг. Последние паровозы этой серии (Ку10 и Ку30) окончили свое существование в 1962 г.