Seznam obsahuje Nerealizované projekty dieselových lokomotiv počátku 20. století v Rusku a SSSR
V roce 1904 vypracovali pracovníci Vladikavkazské železnice technický návrh lokomotivy , která kombinovala parní elektrárnu a spalovací motor . Zpočátku se takové lokomotivy nazývaly nosiče ropy. Prvním typem nosiče oleje byla parní lokomotiva s přídavným olejovým motorem. Před takovou lokomotivou byl dvouválcový parní stroj a vzadu spalovací motor se dvěma vzduchovými a dvěma pracovními válci. Vzduchové válce byly umístěny uvnitř rámu a přiváděly stlačený vzduch do 35 atm do pracovních válců umístěných vně rámu. Stlačený vzduch při vstupu do válců zachycoval olej dodávaný speciálním čerpadlem a vháněl jej do válců. Olej hořel pod vlivem vysokoteplotního stlačeného vzduchu při konstantním tlaku. V letech 1906 a 1913 byla studována problematika zlepšení tepelných procesů nosiče oleje a také různé možnosti umístění válců a kinematického spojení motoru s hnacími koly.
Podle představy autorů projektu by hlavním hřídelem motoru dieselové lokomotivy (jako u parní lokomotivy) měla být jedna nebo více náprav dvojkolí. Zároveň navrhli změnit poměr otáček naftového hlavního hřídele , tedy náprav a kol lokomotivy. V tomto případě bylo možné vznětový motor nastartovat, i když lokomotiva stála, a zastavit s protáčejícími se koly. Pro zablokování kol na nápravách nebo jejich odpojení vyvinul inženýr A.I. Lipets pneumatickou spojku.
Spojka (viz obrázek) se skládá z náboje 1 odlitého spolu s koly, tělesa 6 s ním spojeného šrouby a litinového pístu 7, který může klouzat po náboji a díky klíči 8 se otáčet pouze s tím. Jinými slovy, náboj, tělo a klíč se musí otáčet s koly. Tryska 9 s klíčem 10 je pevně spojena s osou 11, která musí být poháněna dieselovým motorem. Nasměrováním stlačeného vzduchu přes kroužek 4 do dutiny 5 a tím posunutím pístu 7 doleva bylo možné zablokovat kolo osou. Přivedením vzduchu přes prstenec 2 do dutiny 3 se odpojí. U této konstrukce bylo nejobtížnější přivádět stlačený vzduch k otočným spojkám z nádrží namontovaných na rámu lokomotivy. Činnost takové převodovky byla testována na parní lokomotivě typu 0-3-0 řady T s vnějšími rámy. Spojka vyrobená v orenburgských dílnách nefungovala uspokojivě (kvůli značnému úniku vzduchu). V červenci 1914 byly poskytnuty půjčky na stavbu dvou experimentálních dieselových lokomotiv přímé akce, výkonově shodných s parní lokomotivou typu 1-4-0 řady Sh podle projektu vypracovaného v roce 1913, avšak vzhledem k vypuknutí první světové války nebyl projekt realizován. Charakteristickým rysem projektu byl kromě pneumatické spojky speciálně tvarovaný tyčový rám pro instalaci dvou čtyřválcových dieselových motorů ve tvaru V a také šikmé uspořádání válců s nárazovými hřídeli. Současně s návrhem dieselové lokomotivy s pneumatickou spojkou na stejné taškentské železnici byl vyvinut projekt dieselové lokomotivy podle myšlenky V.A. vzduch stlačený na 12 atm vstoupil do válců parního stroje. Při vývoji tohoto projektu došlo k velkým potížím, z nichž hlavní byl pokles teploty vzduchu při expanzi pod nulu, což za přítomnosti vlhkosti ve vzduchu způsobovalo zamrzání lahví.
Mezi rané projekty dieselových lokomotiv patří projekt autonomní elektrické lokomotivy navržený inženýrem N. G. Kuzněcovem a plukovníkem A. I. Odintsovem. Projekt počítal s instalací dvou vertikálních čtyřválcových lodních motorů (každý o výkonu 180 k) na rám lokomotivy, napojených na generátory třífázového proudu, které generovaly proud pro napájení čtyř trakčních motorů. Rám a skříň lokomotivy spočívaly na dvou dvouosých podvozcích (osový vzorec 2 0 - 2 0 ).
Schéma počítalo se dvěma kontrolními stanovišti umístěnými na koncích lokomotivy. Autoři plánovali dále rozvinout projekt na podobnou dieselovou lokomotivu, ale s instalací motorů o celkovém výkonu až 1000 koní. Dne 8. prosince 1905 podali autoři zprávu o svých projektech na schůzi Ruské technické společnosti v Petrohradě, která projekty schválila, ale nevznikla ani jedna dieselová lokomotiva.
V letech 1909-1913. Závod Kolomna pod vedením F. H. Meineckeho vypracoval projekt dieselové lokomotivy s motorem o výkonu 1000 k. a elektrický přenos. Na hlavním nosníku, podepřeném dvěma čtyřnápravovými podvozky, byla dieselgenerátorová skupina, tvořená dvěma tříválcovými naftovými motory, pohánějícími jeden trakční generátor umístěný mezi nimi.
Proud z generátoru byl přiváděn do čtyř trakčních motorů namontovaných na dvou středních nápravách každého podvozku (axiální vzorec 1 - 2 0 - 1 + 1 - 2 0 - 1). Předpokládalo se, že provozní hmotnost dieselové lokomotivy bude 116 tun a hmotnost spřáhla - 64 tun (zatížení od hnací nápravy 16 tun a od nosné nápravy 13 tun). Velká hmotnost dieselové lokomotivy byla vysvětlena skutečností, že dieselové motory byly brány příliš pomalu (otáčky klikového hřídele 300 ot / min).
Velkou práci na vytvoření zvláště nízkootáčkového reverzního motoru, který splňuje požadavky železniční dopravy, odvedl profesor moskevské vyšší technické školy V. I. Griněvskij . V. I. Grinevetsky věřil, že:
a) lokomotiva potřebuje motor speciálně navržený pro trakci;
b) mezi motorem a koly nesmí být žádný převod;
c) spalovací motor by měl být co nejjednodušší a zároveň nejhospodárnější. V privilegiu vyhlášeném 13. října 1906 Grinevetsky předložil řadu základních technických požadavků na dieselový motor. Podle V. I. Grinevetského musí reverzibilní tepelný motor splňovat následující požadavky:
S přáním co nejvíce snížit síly na písty a dát svému motoru co největší kompaktnost, provedl V. I. Grinevetsky Dieselův cyklus ve třech válcích. Na začátku roku 1908 vyvinul závod Putilov (nyní Kirov) pracovní výkresy experimentálního motoru Grinevetsky. Tento motor byl vyroben v roce 1909 ve stejném závodě.
Ve vzduchovém válci 1 (viz obrázek) je pracovní vzduch předstlačen, ve válci 2 - následné stlačení, spalování a expanze, který pak pokračuje v expanzním válci 3, odkud jsou vytlačovány zplodiny.
Chlazený píst válce 2 slouží zároveň jako výfukový ventil pro válec 3. Válce 1 a 3 mají ojnice umístěné téměř v pravém úhlu, což usnadňuje zrychlení vzduchu. Díky tomuto uspořádání válců je změny zdvihu dosaženo téměř bez přeskupení rozvodných orgánů přeměnou válce 1 na expanzní válec a válce 3 na vzduchový válec. V letech 1909-1912. byly provedeny motorové zkoušky, které byly zpožděny kvůli některým jeho individuálním nedostatkům a poté byly přerušeny pro nedostatek finančních prostředků. Testy ukázaly, že spalovací proces ve válcích probíhá normálně, a to již od 120 otáček za minutu.
Na základě prací na motoru svého systému vypracoval V. I. Grinevetsky za účasti inženýra B. M. Oshurkova projekt osobní dieselové lokomotivy výkonově ekvivalentní parní lokomotivě typu 2-3-0 řady K U. a nákladní lokomotiva ekvivalentní parní lokomotivě typu 0-5-0 řady E . Dieselová lokomotiva je zcela symetrická a má na každé straně jeden motor, jehož hlavním hřídelem jsou nápravy dvojkolí. Současně V. I. Grinevetsky umístil malý válec 4 (průměr 280 mm a zdvih 700 mm) dovnitř rámu a 6 velkých vzduchových expanzních válců (průměr 600 mm a zdvih 700 mm) - ven. Pro snadnou údržbu a kontrolu nad spalovacím procesem jsou malé válce nakloněny a přivedeny do těla.
Obě dieselové lokomotivy byly navrženy bez převodovky, a proto by při běžném provozu měly konstantní tažnou sílu. Aby to bylo možné změnit, Grinevetsky předvídal přetížení motoru o 75% změnou průměrného tlaku indikátoru. Na základě výsledků testování experimentálního motoru autoři předpokládali instalaci velkých vzduchojemů 3 o objemu 60 m 3 na dieselovou lokomotivu . Schéma také počítalo s ohřívačem 1 pro ohřev vzduchu před jeho vstupem do válce, palivovými nádržemi 2 a pomocným dieselovým kompresorem 5 o výkonu 250 hp.
Motor Grinevetsky byl schopen pracovat stabilně při proměnných otáčkách a s širokou změnou průměrného indikovaného tlaku, přičemž měl poměrně nízkou spotřebu paliva. Takový motor měl být umístěn na rámu ve formě dvou až tří bloků (každý tři válce), v závislosti na zamýšleném výkonu, a na koncích motoru byly instalovány hydraulické spojky a poté stálá převodovka k hnacímu ústrojí. na nápravách předních a zadních podvozků. S tímto uspořádáním motoru neexistují:
V roce 1915 navrhl inženýr E. E. Lontkevich projekt dieselové lokomotivy, podle kterého byla mezi hlavní motor a pohyblivé nápravy instalována mechanická převodovka se třemi převodovými poměry. Reverzace se měla provádět zapínáním přídavných převodů nebo změnou směru otáčení hřídele motoru. Pro spojování jednotlivých rychlostních stupňů bylo myšleno použití třecích spojek, které bylo možné snadno a rychle zapínat a vypínat. V prvním uspořádání dieselové lokomotivy Lontkevich počítal s přídavným převodem speciálně navrženým pro tichý chod a manévrování s dvojitou přeměnou energie (v konkrétním případě elektrický převod). Později však autor upustil od použití pomocného motoru a přenosu výkonu a navrhl speciální kluzné spojky. Mělo se instalovat dvoudobý vznětový motor 1 jednočinný (průměr válce 400 mm a zdvih pístu 550 mm), převodovka 2 se třemi stupni, na které je tangenciální přítlačná síla 8000, 5550 a 4500 kg při rychlosti 56, 80 a 100 km/h h; lednice 3 na vodu a olej, kompresor 4, palivové nádrže 5 a startovací válce 6. Podle výpočtů autora by lokomotiva měla vyvinout výkon až 1630 k na ráfku kola, 1870 k na hřídeli motoru. (s účinností 16 - 20 %).
Slabým místem takové dieselové lokomotivy byla převodovka. Kombinace ozubeného soukolí s ojničním mechanismem s ostře proměnným kroutícím momentem by mohla být zdrojem dunění v převodovce a rázů u dvojčete.
V roce 1912 - 13 let. na Moskevské vyšší technické škole, student A.N. Shelest , pod vedením profesora V.I. Grinevetsky, vyvinul originální diplomový projekt dieselové lokomotivy. V roce 1912 navrhl A. N. Shelest nový princip fungování tepelných strojů s využitím mechanického generátoru stlačených plynů. Podle schématu dieselové lokomotivy V. A. Shtukenberga navrhoval A. N. Shelest na rozdíl od něj nepoužívat ve válcích lokomotivního typu vzduch, ale spaliny se vstřikováním vody pro snížení teploty. Dieselová lokomotiva měla mít podle autora dva motory: primární (vyvíječ plynu), jakoby nahrazující kotel lokomotivy, a sekundární, pístový motor (jako lokomotiva), pracující s tímto plynem. Mezi těmito dvěma motory nesmí být žádné kinematické spojení. Lokomotiva systému Shelest měla fungovat následovně.
Vzduch stlačený v plnicím kompresoru 1 na 3-4 atm vstupuje do vzdušníku 2 a poté (během sací periody) přes sací ventil do spalovacího válce 3, kde vyplní celý jeho využitelný objem ka (viz graf). V dolní úvrati zdvihu pístu je spalovací válec oddělen od vzduchového zásobníku a vzduch je stlačován podél linie ab na 60 atm během zdvihu pístu vzhůru. V blízkosti horní úvrati je vstřikován olej, který hoří podél čáry bc a od bodu c začíná expanze plynů podél čáry cd. V blízkosti bodu d se do válce vstřikuje voda se vzduchem, aby se ochladily plyny. V bodě e se otevře výfukový ventil a během zdvihu pístu po přímce ef jsou plyny o tlaku 9 atm a teplotě 380–400 °C tlačeny do speciálního zásobníku plynu 4. V bodě f se výfuk ventil se uzavře a zbývající plyny expandují podél čáry fk se zdvihem pístu dolů až do bodu k, kde se sací ventil opět otevře, vzduch ze vzdušníku je opět vpuštěn do spalovacího válce a cyklus se opakuje. Z takto nabitého plynového zásobníku vstupují horké plyny do pístového trakčního stroje 5. Společný chod stroje 5, plynového zásobníku 4 a vyvíječe plynu reguluje speciální regulátor. Počet otáček sekundárního motoru, přímo spojeného s hnacími koly, je určen rychlostí dieselové lokomotivy a její výkon a tažná síla, jako u parní lokomotivy, jsou určeny sacím tlakem a stupněm plnění. válců a tažná síla se může zvyšovat s klesající rychlostí.
Dieselová lokomotiva se skládá ze tří hlavních skupin. První skupinu tvoří šestiválcový parovzdušný kompresorový agregát 1 o výkonu 900-1000 k, poháněný spalovacími motory 4 s dvoustupňovými písty 3 a kinematicky nespojený s nápravami lokomotivy. Vzduch stlačený v kompresorech 1,6 atm přes výtlačné ventily a čisticí otvory vstupuje do válce 4 motoru na konci zdvihu pístu 3 směrem dolů. Produkty spalování z válce 2 jdou do výfukového potrubí 5 a přes parní kotel 7 do atmosféry, kde odevzdávají část svého tepla vodě. V dutině 2 se pára mísí se vzduchem. Směs je stlačena na 8 atm a vstupuje do přijímače 6.
Druhou skupinu tvoří dvouválcový dvoudobý jednočinný vysokotlaký spalovací motor 9 a nízkotlaký motor 10 lokomotivního typu. Proplachovací vzduch smíchaný s párou z dutiny 2 vstupuje do válců motoru 9, který přes tyče 11, šoupátka 12 a ojnice 13 pohání klikové nápravy 14. Dva válce nízkotlakých motorů 10, pracující s chlazenými výfukovými plyny z motoru 9 , jsou umístěny mimo rám a také pohánějí klikovou nápravu 14. Třetí skupinu tvoří parní kotel 8 sloužící k chlazení zplodin spalování vysokotlakých motorů, kotel 7, který přijímá teplo z výfukových plynů motoru 4, a přijímač 6. Dieselová lokomotiva I. F. Yadova funguje následovně. Nejprve vzduch z rezervní nádrže (nebo pára z kotle 7) nastartuje volnoběžný motor první skupiny. Poté je lokomotiva poháněna válci 10, ve kterých pracuje směs stlačeného vzduchu a páry. Jakmile rychlost dosáhne 10 - 15 km/h, uzavřou se příslušné ventily a směs páry se vzduchem pod tlakem 5-8 atm vstupuje do válců motoru 9. Zde je směs stlačena na 40 atm, poté palivo se dodává při tlaku 80 - 200 atm. Výfukové plyny vstupují do kotle 8 a procházejícími trubicemi s plameny předávají teplo vodě. Pára tohoto kotle mohla být kdykoli uvedena v činnost motory první skupiny. Měl se také přidávat do stlačeného vzduchu při provozu lokomotivy na manévrech a při rozjezdu, aby teplota vzduchu na konci expanze neklesla pod nulu. Válce motoru 10 téměř zdvojnásobují výkon přímočinného motoru, což má za následek jeho hmotnost o 1 hp. klesá, což je původní vlastnost dieselové lokomotivy systému Yadov. I.F. Yadov věřil, že jeho dieselová lokomotiva bude mít účinnost. o 35 % a budou schopny pohybovat vlaky vysokou rychlostí, náklady na dieselovou lokomotivu díky nižší hmotnosti na 1 hp nepřekročí náklady na lokomotivu parní.
Při vytváření projektu G.S. Sidorov věřil, že dieselová lokomotiva vyžaduje normální provoz na rovném úseku trati, nucený stoupání a minimální ve svahu. Jakýkoli převod mezi naftovým hřídelem a hnacími koly je proto nutný pouze při rozjezdu a při práci ve svahu; při práci na rovině a svahu lze dieselový hřídel nějak spojit s pohyblivými nápravami. Na základě těchto ustanovení navrhl G. S. Sidorov konstrukci převodovky, která při rozjezdu a práci ve svahu umožňuje odpojit vznětový motor od hnacích náprav a při práci na rovině a ve svahu lze naftový motor připojit k hnací nápravy pomocí vačkové spojky.
Před lokomotivou je šikmo umístěn dvoudobý čtyřválcový dvojčinný vznětový motor. Uvnitř rámu za dieselovým motorem jsou instalovány dva válce, jejichž písty mají společné tyče s písty vnitřních válců dieselového motoru a dva válce jsou instalovány mimo rámy pod kabinou řidiče. Společné křížové hlavy vnitřních válců vznětového motoru a válců instalovaných za vznětovým motorem prostřednictvím spojovacích tyčí otáčí nárazovým hřídelem (umístěným uprostřed rámu), který je spojen speciálními vačkovými spojkami s vnějšími podložkami spojené s prsty hnacích náprav. Válce umístěné pod kabinou řidiče jsou spojeny s pohyblivými nápravami pomocí ojí. Lokomotivní systém Sidorov funguje následovně. Řidič při rozjezdu odpojí klikami nárazovou hřídel od podložek, otevře regulátor a stlačený vzduch proudí z rezervní nádrže do válců umístěných za vznětovým motorem. Po zahřátí vnitřních válců naftového motoru k nim řidič zapne přívod paliva a naftové válce i za ním umístěné pracují jako vysokotlaké dieselové kompresory, které plní náhradní nádrž stlačeným vzduchem. Když se tlak v nádrži uvede do normálu, strojvedoucí uvede rozvodný mechanismus do takové polohy, kdy veškerý vzduch stlačený válci za naftovým motorem vstoupí do válců a lokomotiva se rozjede. Vzduch, který byl vypuštěn v zadních válcích, i když má stále vysoký tlak, vstupuje do rezervní vzduchové nádrže a do potrubí, odkud vstupuje do naftových válců. Zplodiny spalování v dieselových válcích jsou odváděny přes kužel do komína. Dieselové válce jsou vodou chlazené. Vznikající pára z komory nad naftou vstupuje do lednice umístěné v přední části lokomotivy, ve které odevzdává teplo vzduchu procházejícímu potrubím, nasávaným kuželem. Vzniklý kondenzát proudí zpět potrubím do komory nad dieselovým motorem. Po dosažení požadované rychlosti řidič zapne vačkovou spojku a vznětový motor začne roztáčet hnací nápravy. Vážným úskalím při návrhu dieselové lokomotivy bylo vytvoření spojek, které by umožňovaly spojování a odpojování ojnic strojů od trakční hřídele. Náročné bylo i celkové uspořádání lokomotivy.
Technická sekce Vědeckotechnického výboru, která se opakovaně zabývala konstrukcí dieselové lokomotivy systému Sidorov, ve svém rozhodnutí z 29. října 1928 uznala konstruktivní vývoj projektu za předčasný a zároveň považovala za žádoucí experimentálně ověřit racionalitu Sidorova cyklu v laboratorních a továrních podmínkách souběžně s plánovanými obdobnými testy cyklů Yadov, Mazinga a GOMZ.
Konstruktér závodu Sormovo G.V.Trinkler navrhl projekt dieselové lokomotivy se dvěma pracovními válci na každé straně rámu, jejíž písty pohánějí speciální vyvažovačku namontovanou na rámu. Z tohoto vyvažovače se pohyb ojnice přenáší přímo na dvojčata. Díky tomuto přímému působení hlavního motoru na nápravu bez převodovky je zaručena vysoká hodnota účinnosti.
Hlavní motor může začít pracovat až při známé rychlosti, když lokomotiva již dosáhla určité rychlosti.Proto se k akceleraci lokomotivy používá pomocná jednotka, sestávající z rychlomotoru, který roztáčí elektrický generátor, který napájí el. motor. spojeny ozubeným soukolím a ojnicí s nápravami lokomotivy. Když vlak dosáhne rychlosti asi 10 km/h, hlavní motor začne pracovat samostatně, načež může pomocná jednotka běžet naprázdno, vyvíjet nějakou práci, čímž se zvýší celkový výkon lokomotivy, nebo se dokonce zastaví.
Činnost přídavného motoru je spojena se ztrátou energie (20 - 25 %) v převodovce, což má však malý vliv na celkovou spotřebu paliva, protože agregát pracuje krátkou dobu.
Dieselová lokomotiva G. V. Trinklera neobsahovala nerealizovatelné prvky, stejně jako nesprávná zásadní rozhodnutí. Navzdory tomu byl projekt považován za obtížný a nebyl realizován.
Vzduch stlačený na 35 atm z kompresoru namontovaného na rámu lokomotivy vstupuje potrubím do vnitřní dutiny dvoustěnné nádrže. Vnější dutina nádrže je ohřívána výfukovými plyny přicházejícími potrubím od dieselového kompresoru a dvěma potrubími z hlavního stroje a poté odcházejícími ven. Horký stlačený vzduch z nádrže potrubím přes regulační ventil, potrubí a cívky vstupuje do spalovacích prostorů dvouválcových dvoudobých dvojčinných motorů s bloodworms umístěnými pod úhlem 90°. Válce motoru jsou vybaveny výfukovými ventily, vstřikovači a kalorizátory. Pro chlazení oběhové vody jsou na koncích lokomotivy instalovány radiátory.
Před rozjezdem lokomotivy se zahřejí kalorizátory, otevře se regulační ventil a stlačený vzduch z dvouplášťového zásobníku je přiváděn do spalovacího prostoru jednoho z válců motoru, jehož píst je blízko úvratě. Poté se do spalovací komory přivádí olej, který se po dopadu na vyhřívaný ohřívač zapálí a zajistí pracovní zdvih pístu pod zatížením, motor se spustí. Další zdvih pístu tlačí produkty spalování.
Na konci tohoto zdvihu jsou spalovací komory opět naplněny stlačeným vzduchem z dvouplášťového zásobníku. Motor tedy běží ve dvoudobém cyklu bez kompresního zdvihu, ale s výfukovým zdvihem. Po uvedení lokomotivy do pohybu se spustí dieselové kompresory, které přivádějí vzduch do dvouplášťové nádrže, do které se přidávají i výfukové plyny, díky čemuž se vzduch ohřeje až na 800 °C a v budoucnu proces v dieselové lokomotivní motory mohou postupovat podle dieselového cyklu bez komprese, ale s tlačením; kompresní zdvih je prováděn dieselovým kompresorem. Řídicí ventil mění množství vzduchu vstupujícího do spalovací komory. a regulátor olejového čerpadla řídí množství oleje. Pomocí speciální rukojeti se rozdělovač plynu posouvá vpřed nebo vzad. Motory pohánějí nápravy klikových hřídelí spojené ojemi se střední hnací nápravou.
Technická sekce Vědeckotechnického výboru z 24. února 1928 uznala, že pracovní stroj dieselové lokomotivy navržené Maximovem je dělený spalovací motor, a pokud je správně navržen, může být zajímavý. Úsek proto považoval za účelné dát Maksimovovi možnost dokončit vývoj projektu ve vztahu k parní lokomotivě řady U y a po zvážení projektu rozhodnout o stavbě experimentální dieselové lokomotivy. Projekt však nebyl vypracován a experimentální lokomotiva nebyla postavena.
Hlavní myšlenkou tohoto projektu je, že část válců dieselového motoru, umístěná na rámu lokomotivy, je připojena k jeho nápravám prostřednictvím vyvažovačů a zbytek přivádí vzduch do přijímače a kliky hnacích kol. jsou namontovány pod úhlem 90°.
Největší zájem na tomto projektu je schéma motoru. Ve válci dvoudobého vznětového motoru je vzduch stlačen na 45 atm a 50 % vzduchu stlačeného na takový tlak je protlačeno ventilem do přijímače. Po uzavření ventilu a přívodu paliva do válce dojde ke zážehu a začíná silový zdvih. Na konci pracovního zdvihu jsou plyny odstraněny proplachovacím vzduchem a cyklus se opakuje. Stlačený vzduch z přijímače přes další ventil vstupuje do trakčních válců, po kterém je palivo dodáváno přes trysku, dochází k záblesku, začíná pracovní zdvih a pohyb dieselové lokomotivy. Po expanzi jsou produkty spalování odváděny nejprve výfukovými okny (volný výfuk) a poté (po uzavření okének) výfukovými ventily. Tento způsob uvolňování usnadňuje činnost výfukového ventilu, protože jím procházejí plyny, které mají nízkou teplotu. Zbývající produkty spalování jsou podrobeny určité kompresi a poté cyklus pokračuje ve stejném pořadí. Vstupní ventil a tryska jsou ovládány speciálním mechanismem, který umožňuje měnit stupeň plnění a podle toho i kvantitativní dodávku paliva tak, aby ke spalování docházelo s konstantním přebytkem vzduchu.
Při konstantním počtu otáček hřídele motoru a přívodu vzduchu válcem se bude stupeň plnění trakčního válce vzduchem a také objem plynů na konci spalování měnit nepřímo s rychlostí lokomotivy. . to znamená, že se získá trakční charakteristika podobná té, kterou má lokomotiva.
Bylo plánováno podrobit ventil pro výběr stlačeného vzduchu experimentálnímu ověření, po kterém by bylo možné provést praktické posouzení navrženého schématu výrobou prototypu dieselové lokomotivy. Tyto práce nebyly dokončeny.
G.K.Chlebnikov se domníval, že vznětový trakční motor by měl mít kompresní komoru s proměnným objemem, která by zajistila spalování paliva při různých rychlostech a jakémkoli tepelném stavu motoru. K potvrzení tohoto předpokladu Khlebnikov v letech 1937-1940. ve Vědecko-výzkumném ústavu NKPS prováděl pokusy na dvouválcovém dvoudobém motoru vybaveném jím navrženou kompresní komorou s proměnným objemem, zapalovacím zařízením a horním boosterem. Studie fungování tohoto motoru nám umožnila vyvodit řadu závěrů. Zapálení paliva v trakčním motoru v době rozjezdu vlaku a v obdobích provozu při nízkých rychlostech při akceleraci je možné pouze ze speciálního zapalovacího zařízení. Umělé zapálení při vysokém kompresním tlaku však vede k nadměrnému flash tlaku (120–150 atm), který lze snížit snížením kompresního tlaku. V tomto případě ale účinnost motoru klesá, proto je možné provoz se sníženým kompresním tlakem povolit jen krátkodobě. tj. během období rozjezdu a zrychlení. Zbytek času by měl motor pracovat na principu vysoké komprese.
Na základě experimentálního materiálu získaného při studiu trakčního motoru s proměnným objemem kompresní komory byl vypracován technický návrh přímočinné dieselové lokomotivy. Při vývoji projektu byl použit rám, pojezd a pohyblivé části stroje tepelné parní lokomotivy systému závodu Lugansk. Trakční spalovací motor s proměnným objemem kompresní komory, opačně se pohybujícími písty a přímoproudým vyplachováním musel pracovat podle dvoudobého procesu s expanzí plynů pouze ve vnitřních dutinách; vnější dutiny válců slouží k přípravě proplachovacího a plnicího vzduchu o tlaku do 3 atm. Síly z působení plynů jsou přenášeny na hnací kola přes nárazové hřídele. Pro zlepšení odvodu tepla z pístů jsou jejich hlavy naplněny olejem. Olej odebírající teplo z hlavy pístu jej předává přes pístní kroužky do vložky válce, která je chlazena vodou.
Trakční motor dieselové lokomotivy při rozjezdu a zrychlení vlaku pracuje na principu nízké komprese se zapalováním paliva z elektrického zapalovače. Současně se otevírá přídavná komora s pístem poháněným ventilem, ve kterém je umístěn zapalovač a startovací tryska. Vzhledem k omezeným rozměrům pro kolejová vozidla však bylo obtížné vytvořit výhodný tvar komory. Při zvětšené kompresní komoře je tlak na konci komprese 16,3 kg/cm 2 a vypočtený zábleskový tlak je 36,5 kg/cm 2 . Průměrný indikační tlak, vztažený na celý zdvih pístu, nutný k zajištění největší tažné síly u výkonné dieselové lokomotivy, dosahuje 13,5 kg/cm 2 . To určilo stupeň posílení, přibližně rovný 75 - 76 %. Tedy při přidání 75 % vzduchu do hlavního vzduchu. dodávané během doby čištění bude zajištěno rozjezd a zrychlení vlaku na rychlost 10-15 km / h, při které již dochází k samovznícení paliva a normálnímu pracovnímu procesu dieselového motoru. Současně, aby bylo možné získat vysoké hodnoty průměrného tlaku indikátoru (až 12 kg/cm 2 ), projekt počítá s natlakováním na tlak 1,5 atm. K získání vysokého točivého momentu ve velmi širokém rozsahu otáček motoru je zapotřebí dobré rozprášení paliva. Proto bylo zvoleno palivové čerpadlo, u kterého ke vstřikovacímu zdvihu plunžru dochází působením pružiny. Aplikace tohoto principu zajišťuje stejnou kvalitu nástřiku při jakékoli úhlové rychlosti vačkové kladky palivového čerpadla.
Na kostru lokomotivy se počítalo s instalací pomocného vysokotlakého dieselového kompresoru s dieselovým motorem 1D12, ve kterém polovina válců pracuje jako motor a zbytek jako kompresor a ve čtyřech válcích je stlačován vzduch do 8 atm a ve dvou do 70 atm. Řídicí systém dieselové lokomotivy je obdobný jako řídicí systém tepelné parní lokomotivy Luganského závodu typu 1-4-1 působením přes vačkový mechanismus na periodu otevírání plnicího ventilu a na napájení palivových čerpadel. Šoupátkový mechanismus slouží k ovládání distribučních fází proplachovacího čerpadla v zadních dutinách pracovních válců a k ovládání otevírání plnicích ventilů při rozjezdu.proměnný objem. Projekt však zůstal nedokončen.
Při vytváření dieselové lokomotivy přímé akce byla velkým problémem otázka spouštění dieselového motoru a zrychlení vlaku, což vyžadovalo instalaci pomocného dieselového kompresoru na rám dieselové lokomotivy o výkonu 40-50% výkonu hlavního dieselového motoru. U starších typů dieselových kompresorů se taková pomocná instalace ukázala jako natolik složitá a drahá, že v podstatě anulovala výhody přímočinné dieselové lokomotivy. Jedním z pokusů, jak tuto obtíž obejít, je návrh L. M. Maisela.
Dieselovou lokomotivu Maisel tvoří dvoudobý dieselový motor s opačně se pohybujícími písty, dieselový kompresor s volnými písty, vyplachovací čerpadlo a pojezd. Dieselový kompresor je určen k přívodu vzduchu do trakčního stroje při rozjezdu a zrychlení dieselové lokomotivy do doby, než dojde k záblesku v trakčním motoru, dále pro špičkové přetlakování trakčního motoru při vysokém zatížení a pro pohon pomocných agregátů. Lokomotiva měla instalovat dva identické dieselové kompresory o celkovém výkonu 78 m 3 /min.
Pístová skupina dieselového kompresoru se skládá ze tří pístů spojených do jednoho kusu: dieselového a dvou kompresorových (první a druhý stupeň). K pohybu pístového systému dochází v důsledku spalování paliva v dieselovém válci. Válec prvního stupně kompresoru funguje jako vyplachovací čerpadlo naftového válce.
Dieselový kompresor se spouští vzduchem stlačeným až na 22 atm z 400 l lahví, kam je čerpán hlavním dieselovým kompresorem. Válce trakčního motoru jsou uspořádány vodorovně, dva na každé straně lokomotivy, jeden nad druhým. Síly od pístů jsou přenášeny přes ojnici a odvzdušňovací systém na tažné hřídele. Motor má dva druhy napájení: stlačený vzduch z dieselového kompresoru a kapalné palivo. Stlačený vzduch je přiváděn přes speciální vzduchový ventil. Kapalné palivo je dodáváno do válců plynovým tlačným zařízením. Tlačný píst, který je natlakován plyny z kompresní komory motoru, je spojen s plunžrem, který dodává palivo do válce.
Lokomotiva funguje následovně. Nejprve se spustí dieselový kompresor se stlačeným vzduchem z válců, který dodává vzduch přes ohřívač do hlavního přijímače. Tryska ohřívače se zapne okamžitě po přijetí prvních dávek stlačeného vzduchu; teplota topení se řídí změnou přívodu paliva. Tlak v hlavním přijímači je řízen manometrem instalovaným na stanovišti strojvedoucího. Když dosáhne 20 - 21 atm, lze lokomotivu uvést do pohybu. K tomu řidič nastaví zpátečku do požadované polohy a otevře regulátor vzduchu; vzduch přes vzduchové ventily vstupuje do válců trakčního motoru a roznáší písty, které přes ojnice, vahadla oje a nárazovou hřídel přenášejí pohyb na dvojčata kol lokomotivy. Zrychlení vlaku o hmotnosti 1700 tun při stoupání 5 ‰ je zajištěno na rychlost 12 km/h, kdy dojde k záblesku ve válcích a začne pracovat trakční motor. Pro dodávku paliva do trakčního motoru se regulátor nafty přesune do příslušné polohy. Zároveň jsou do práce zařazeny tlačné plyny, které dodávají palivo do válců, když jsou písty blízko vnitřní úvratě. Poté, co ve válci dojde k záblesku paliva, vzduchový ventil se přepne na přeplňovaný provoz. Vyplachovací čerpadla spojená s pohyblivými částmi trakčního motoru jsou spínána dieselovým regulátorem a dodávají vyplachovací vzduch pouze při chodu trakčního motoru na palivo, jinak běží naprázdno. Při pohybu lokomotivy z kopce je vyplachovací vzduch pomocí regulátoru nasměrován do atmosféry a přívod paliva je zastaven. Projekt Maiselovy dieselové lokomotivy byl podrobně projednán na technické poradě na oddělení dieselových lokomotiv Ústředního výzkumného ústavu Ministerstva železnic dne 22. března 1945 a poté na NTS MPS a bylo rozhodnuto o vydání zakázku do luganského závodu na vývoj jednotlivých komponentů této dieselové lokomotivy. Následně však nebylo provedeno ani experimentální ověření uzlů, ani stavba prototypu. Hlavním důvodem bylo to, že v tomto období ještě neexistovala osvědčená konstrukce kompresoru s volnými písty.