Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловоз с электрической передачей постоянного тока

Тепловоз с электрической передачей постоянного тока

  • О компании
    • Завод сегодня
    • Производственный комплекс
    • Система менеджмента
    • История
    • Документы
    • Карта поставок
    • Трансмашхолдинг
    • Музей
  • Продукция
    • Тепловозы
      • Пассажирский тепловоз ТЭП70БС с энергоснабжением вагонов поезда
      • Пассажирский тепловоз ТЭП70У
      • Грузовой тепловоз 2ТЭ70
    • Электровозы
      • Пассажирский электровоз ЭП2К
    • Дизели
      • Д500
      • Д300
      • Д49
      • Для электростанций
      • Для АЭС
      • Для постройки новых тепловозов
      • Для модернизации тепловозов
    • Запасные части
    • Услуги
      • Информация по теплоснабжению
    • Аутсорсинг
    • Анкеты для заказа продукции
    • Неликвидная продукция
  • Производственная система
    • Ключевые направления производственной системы ТМХ
    • Бережливое производство
  • Учебный центр
    • Образование
    • Основные сведения
    • Структура и органы управления образовательной организацией
    • Документы
    • Руководство. Педагогический (научно-педагогический) состав
    • Материально-техническое обеспечение и оснащенность образовательного процесса
    • Стипендии и иные виды материальной поддержки
    • Платные образовательные услуги
    • Финансово-хозяйственная деятельность
    • Вакантные места для приема (перевода)
    • Результаты самообследования
    • Международное сотрудничество
    • Доступная среда
  • Социальная политика
    • Персонал
    • Трудоустройство
      • Кадровый резерв
      • Документы для трудоустройства
    • Профсоюз
    • Социальная сфера
      • Профилакторий
      • Медико-санитарная часть
    • Корпоративные мероприятия
      • День открытых дверей
      • Конкурс «Лучший по профессии»
      • Конкурс «Молодой руководитель»
      • Спартакиада
      • Чествование семей
      • Посвящение в рабочие
      • Конкурс заводской самодеятельности
    • Доска почета
      • Аллея трудовой славы (Ветераны труда КЗ)
      • Лауреаты премии Завода (Доска Почета)
    • Династии
    • Совет ветеранов
  • Новости
    • Текущие
    • Архив
    • Новости Трансмашхолдинга
  • Контакты

Грузовой тепловоз 2ТЭ70

Современный грузовой магистральный тепловоз 2ТЭ70 состоит из двух секций мощностью 2х3000 кВт (2х4080 л.с.), с конструкционной скоростью 110 км/ч.

Первый образец был построен в 2004 году.

Локомотив унифицирован по основным узлам с пассажирским тепловозом ТЭП70БС.

Тепловоз предназначен для вождения грузовых поездов на магистральных железных дорогах колеи 1520 мм на неэлектрифицированных участках железных дорог России. Возможна эксплуатация в странах СНГ и Балтии.

Климатическое исполнение – У по ГОСТ 15150-69.

Преимущества:

  • Более высокая мощность и сила тяги по сравнению с эксплуатируемыми в настоящее время грузовыми тепловозами
  • Возможность вести состав массой 6000 т после электровоза без переформирования состава
  • Снижение эксплуатационных расходов
  • Снижение затрат на обслуживание и ремонт
  • Повышение безопасности движения поездов
  • Улучшение условий труда локомотивной бригады и проводников вагонов
  • Сокращение номенклатуры запасных частей и оборудования для ремонта грузовых и пассажирских тепловозов

Экология

Конструкционные решения и внедрение ряда усовершенствований обеспечивают высокие технические и потребительские качества – 2ТЭ70 создан с учетом современных требований по экологии и безопасности движения.

Наименование параметраВеличина
Род службыГрузовой
Осевая формула3о – 3о
Конструкционная скорость, км/ч110
Номинальная мощность по дизелю, кВт ( л.с.)3000 (4080)
Служебная масса, т141
Нагрузка от колесной пары, кН (тс)230,5 (23,5)
Сила тяги длительного режима, кН (тс)304 (31)
Коэффициент использования мощности, не менее0,75
Дизель-генератор2А – 9ДГ — 02
Удельный расход топлива дизелем на полной мощности, г/кВт·ч (г/л.с.ч)195 (143,38)
Удельный расход масла на угар на режиме полной мощности, г/кВт·ч (г/л.с.ч)0,8 (0,59)
Тип электрической передачипеременно-постоянного тока с поосным регулированием силы тяги
Тяговый агрегатГСТ 2800-1000У2 синхронный с двумя трехфазными обмотками
Мощность тягового генератора, кВт2750
Тяговый электродвигательЭДУ-133Р УХЛ1 постоянного тока, с последовательным возбуждением
Мощность тягового электродвигателя, кВт418
Подвеска тягового электродвигателяопорно-рамная
Мощность электрического тормоза, кВт3200
Запас топлива, кг7000
Запас песка, кг1000
Минимальный радиус проходимых кривых, м125
Габарит по ГОСТ 9238-831-Т
Длина по осям автосцепок, мм, не более22000
Длина по осям автосцепок, м, не более22,0
Диаметр колес по кругу катания, мм1250
Ширина колеи, мм1520
  • Усовершенствованный дизель 2А-9ДГ-02
  • Микропроцессорная системы управления, регулирования и диагностики
  • поосное регулирование касательной силы тяги
  • опорно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей
  • Высокоэффективный вентилятор охлаждающего устройства
  • Новый пульт с улучшенными эргономическими характеристиками и отображением параметров на дисплее
  • тележка с усовершенствованной конструкцией узлов и догружателями
  • Комбинированная система автоматического регулирования температур теплоносителей
  • Двухступенчатый воздухоочиститель дизеля
  • Гребнесмазыватель
  • Кондиционер кабины машиниста
  • Комплексное устройство безопасности КЛУБ-У
  • Высокопрочные лобовые и боковые стекла с электрообогревом
  • Стеклоочистители пантографного типа с электроприводом

Грузовой магистральный тепловоз 2ТЭ70 состоит из двух секций мощностью 2х3000 кВт, унифицированных по основным узлам с пассажирским тепловозом ТЭП70БС. Каждая секция тепловоза оборудована дизель-генератором 2А-9ДГ-02, состоящим из дизеля 16ЧН 26/26 конструкции Коломенского завода и тягового генератора, установленных на общей раме. Дизель, относящийся к мощностному ряду двигателей типа Д49, четырехтактный, шестнадцатицилиндровый, V-образный, с электронным регулятором, газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха.

На тепловозе применена электрическая передача переменно-постоянного тока с системой поосного регулирования силы тяги в зависимости от условий сцепления колеса с рельсом, которая включает в себя на каждой секции тяговый генератор ГСТ2800-1000У2, управляемую выпрямительную установку М-ТПП-3600Д и шесть тяговых электродвигателей постоянного тока ЭДУ — 133Р УХЛ1.

Оборудование тепловоза устанавливается в кузове вагонного типа, каркас выполнен безраскосным с приварной стальной обшивкой, включенной в силовую конструкцию. Секция тепловоза имеет одну кабину машиниста и машинное помещение, вместо второй кабины машиниста расположен переходной тамбур, в котором размещены тормозной компрессор, другое оборудование. Крыша кузова состоит из отдельных съемных секций. На крыше переходного тамбура установлены два главных резервуара емкостью 1000 л. В силовую схему рамы кузова включены каналы централизованной системы воздухоснабжения электрических машин и аппаратов. В дизельном помещении, где расположен дизель-генератор и ряд других агрегатов, обеспечивается свободный двухсторонний проход вдоль боковых стенок кузова. В средней части рамы кузова расположен топливный бак с нишами для установки аккумуляторных батарей.

Кабина машиниста оборудована современным эргономичным пультом управления, на котором расположены: цветной графический дисплей и информационные панели системы комплексного локомотивного устройства безопасности КЛУБ-У, органы управления. Лобовые и боковые высокопрочные стекла и зеркала заднего вида выполнены с электрообогревом. Установлены электрические стеклоочистители пантографного типа. Кабина оборудована системой отопления и вентиляции, кондиционером.

Кузов тепловоза опирается на две трехосные тележки с двухступенчатым рессорным подвешиванием и гидралическими амортизаторами в первой и во второй ступенях, упругой связью с кузовом в горизонтальной плоскости. Тележки имеют индивидуальный привод колесных пар, опорно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей, бесчелюстные поводковые буксы. Привод колесных пар осуществляется через тяговый редуктор и полый карданный вал с шарнирно-рычажными муфтами, подшипниками качения в опоре ведомого зубчатого колеса тягового редуктора. Тяговые и тормозные силы от рамы тележки передаются кузову посредством шкворневого устройства, обеспечивающего поворот и свободное вертикальное перемещение кузова относительно тележки, а также свободную установку кузова при боковой качке. На тепловозе установлены пневматические догружатели, которые обеспечивают улучшение тяговых свойств тепловоза за счет увеличения коэффициента использования сцепного веса. Для снижения износа колес и боковой поверхности рельса на тепловозе установлены гребнесмазыватели, конструкция которых защищена патентом.

Тормозное оборудование тепловоза включает: фрикционные тормоза с пневматическим управлением; электрический (реостатный) тормоз мощностью 3200 кВт; стояночный фрикционный тормоз с ручным приводом. Тепловоз оборудован тормозным компрессором ПК-5,25А с электроприводом, блоком тормозных приборов. Для повышения надежности работы тормозного оборудования на тепловозе применяется система осушки воздуха, защищенная патентом Коломенского завода.

Осевой вентилятор системы централизованного воздухоснабжения (ЦВС) обеспечивает охлаждение воздухом электрооборудования тепловоза. Забор воздуха вентилятором производится через мультициклонный малообслуживаемый фильтр, который обеспечивает очистку воздуха от пыли, влаги и снега. Воздухоочиститель дизеля – двухступенчатый, с мультициклонным фильтром в 1 ступени. Воздухоочиститель защищен патентом.
Охлаждающее устройство тепловоза шахтного типа, служит для охлаждения воды, масла и надувочного воздуха. Система охлаждения дизеля двухконтурная. Поддержание теплового режима дизеля обеспечивается комбинированной системой автоматического регулирования температуры теплоносителей дизеля за счет плавного изменения частоты вращения вентиляторов охлаждающего устройства в зависимости от температуры воды в контуре.

Под шахтой охлаждающего устройства установлены котел- подогреватель с насосом для прокачки воды, который обеспечивает прогрев теплоносителей дизеля при отстое от внешнего источника напряжением 380В переменного тока или от второй секции тепловоза. Также под шахтой расположены гидроциклоны очистки воды, которые обеспечивают увеличение пробега между обслуживаниями секций охлаждающего устройства.
Пуск дизеля осуществляется стартер-генератором 6СГУ2 от аккумуляторной батареи 48ТН-450ТМ. Стартер-генератор установлен на тяговом генераторе и приводится во вращение от дизеля. Напряжение цепей управления 110 В.

Для поосного регулирования силы тяги на тепловозе применен управляемый выпрямитель. При работе тепловоза без проскальзывания колесных пар управляемый выпрямитель работает, как обычная выпрямительная установка. В случае потери сцепления одной или несколькими колесными парами сигналы от датчиков частоты вращения поступают в микропроцессорную систему и на соответствующих двигателях происходит снижение напряжения, обеспечивающее прекращение боксования. При этом происходит снижение силы тяги только на отдельных двигателях в зависимости от условий сцепления, за счет этого увеличивается касательная сила тяги тепловоза в условиях ограниченного сцепления.

Микропроцессорная система управления и диагностики МСУ-ТП, установленная на грузовом тепловозе 2ТЭ70, включает в себя: программно-аппаратные средства и источники питания, расположенные в единой стойке; комплект датчиков и измерительных преобразователей; дисплейный модуль и контроллер, устанавливаемые на пульте машиниста.

Микропроцессорная система управления и диагностики обеспечивает управление тепловозом в режиме тяги и электрического торможения; управление котлом-подогревателем и гребнесмазывателем; вывод оперативно-предупредительной и аварийной информации на дисплей ведущей секции; контроль за работой ведомой секции с ведущей; взаимодействие с системой безопасности КЛУБ-У и другими системами; диагностику основных узлов и оборудования тепловоза и самодиагностику.

Тепловоз оборудован локомотивной радиостанцией, телемеханической системой контроля бодрствования машиниста ТСКБМ, автоматическим устройством для аварийной остановки поезда, автоматической системой пожаротушения.

Тепловозы

Почти столетие на железных дорогах единственным типом локомотива был стефенсоновский паровоз. В конце XIX века появились двигатели внутреннего сгорания. Сначала они были газовыми. Вагон-газоход, курсировавший на Дрезденской городской железной дороге в 1892 г., можно считать первым тепловозом. Мощность его двигателя составляла 7,35 кВт (10 л. с.). Делались попытки использования бензиновых двигателей на небольших узкоколейных маневровых тепловозах для внутризаводского транспорта.

В 1892 г. Рудольф Дизель взял патент, а в 1897 г. представил вариант двигателя внутреннего сгорания, который был назван его именем. Первый дизель имел мощность 14,7 кВт (20 л. с.), его коэффициент полезного действия превышал коэффициент полезного действия паровых машин и не зависел от размеров двигателя. Очень экономичный, компактный, удобный и простой по устройству дизель быстро получил широкое распространение, в том числе и на транспорте. Правда, железные дороги начали использовать дизель позже других видов транспорта. В 1912 г. на линии Винтертур — Ромаспорн в Швейцарии были проведены испытания первого тепловоза мощностью 705 кВт (960 л. с.), созданного Дизелем и Клозэ. В 1913 г. в Германии на линии Берлин — Мансфельд попытались использовать этот локомотив для движения пассажирского поезда. Но оказалось, что он не пригоден для поездной работы, так как развивал большую мощность лишь при больших скоростях, а при трогании с места и на подъемах мощности не хватало. Выяснилось, что двигатель внутреннего сгорания без специальной передачи между ним и движущими колесами не может обеспечить необходимые тяговые качества локомотива, диктуемые разнообразными факторами работы железной дороги — профилем пути, скоростью движения, массой поезда, погодными условиями и др. Предлагались, проектировались и создавались тепловозы с механической, электрической, гидравлической, газовой и другими типами передач. В годы первой мировой войны фирмой «Крош» (Франция) были построены узкоколейные тепловозы мощностью 88 кВт (120 л. с.) с электрической передачей, а заводом Балдвина (США) — с механической передачей автомобильного типа. Шведский узкоколейный тепловоз мощностью (88 кВт) с электрической передачей был построен в 1922 г.

В 1924 г. в Ленинграде был создан магистральный тепловоз ГЭ1 (Щэл1) системы Я. М. Гаккеля мощностью 735 кВт (1000 л. с.) с электрической передачей. В ноябре 1924 г. тепловоз вышел на железнодорожную магистраль и в январе 1925 г. прибыл в Москву. Одновременно в Москве появился тепловоз с электрической передачей Ээл2 мощностью 880 кВт (1200 л. с.), построенный в Германии по проекту русских инженеров, так же как и тепловоз с механической передачей Эмх3, поступивший в эксплуатацию на сеть советских железных дорог в 1927 г.

В 1930 г. в Дании на тепловозную тягу была переведена четвертая часть всей сети. На железных дорогах США в 1936 г. было 185 тепловозов средней мощностью 400 кВт (540 л. с.). Первоначально здесь строились маневровые. тепловозы мощностью 220 кВт (300 л. с.). В 1940 г. появились первые многосекционные грузовые и универсальные (для грузовой и пассажирской службы) локомотивы. Мощность секции с одним дизелем составляла 990 кВт (1350 л. с.), а с двумя — 1470 кВт.

До второй мировой войны на заводах СССР, кроме тепловоза Щэл1, были построены единичные экземпляры тепловозов Oэл6, Оэл7, Оэл10, ВМ, Оэл9 и несколько десятков тепловозов серии Ээл. Тепловозная тяга впервые была введена на бывшей Ашхабадской железной дороге на протяжении более 700 км.

Широкое внедрение тепловозной тяги началось после окончания второй мировой войны. В СССР один за другим с небольшим интервалом появляются тепловозы ТЭ1 мощностью 735 кВт (1000 л. с.) и двухсекционный тепловоз ТЭ2 мощностью 1470 кВт (2000 л. с.). В 1953 г. был построен первый тепловоз ТЭЗ мощностью в двух секциях 2940 кВт (4000 л. с.), а с 1956 г. начато его серийное производство. К этому периоду относится начало бурного развития отечественного тепловозостроения. Локомотивостроительные заводы Харькова, Луганска, Коломны, Ленинграда, Брянска, Людинова, Мурома за 4-5 лет разработали десятки типов различных тепловозов и построили 15 образцов опытных локомотивов. Среди них магистральные и маневровые тепловозы с электрической передачей ТЭ10, ТЭ50, ТЭ10Л, ТЭП60, ТЭ40, ТЭМ1 и с гидравлической передачей ТГМ2, ТГМЗ, ТГ100, ТГ102, ТГ105, ТГ106, ТГП60. Одновременно росла протяженность линий, обслуживаемых тепловозами. В 1950 г. она составляла примерно 3 тыс. км, в 1960 г. — 18 тыс., в 1970 г. — 76 тыс. км. Наибольшая протяженность тепловозного полигона достигла в 1979 г. примерно 100 тыс. км. В последующие годы наиболее напряженные тепловозные направления переводились на электровозную тягу и протяженность тепловозного полигона начала несколько сокращаться.

Магистральный тепловоз 2ТЭ116. B СССР в грузовом и пассажирском движении наибольшее распространение получили тепловозы с электрической передачей. Грузовой тепловоз ТЭЗ имеет электрическую передачу постоянного тока, двухтактный дизель 2Д100 мощностью 1470 кВТ (2000 л. с.). Тепловозы 2ТЭ10Л, серийное производство которых было начато в 1965 г., также имеют электрическую передачу постоянного тока. Двухтактный дизель 10Д100 с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха имеет мощность 2200 кВт (3000 л. с.). В последующие годы выпускались модификации тепловозов типа ТЭ10 с индексами Л, В, М, С. Первые тепловозы 2ТЭ116 с электрической передачей переменно-постоянного тока и четырехтактным дизелем Д49 мощностью 2250 кВт (3060 л. с.) в секции были выпущены в 1971 г., С 1988 г. началось их серийное изготовление. Первые тепловозы 2ТЭ121 с электрической передачей переменно-постоянного тока с дизелем типа Д49 мощностью 2940 кВт (4000 л. с.) были построены в 1979 г.

Подвергались существенной переработке конструкции водяной и масляной систем охлаждения тепловозных дизелей, системы охлаждения электрических машин, вспомогательное оборудование и другие агрегаты и узлы тепловозов. Дальнейший процесс тепловозостроения предусматривает создание тепловозов секционной мощностью 4415 кВт (6000 л. с.).

В настоящее время тепловозы практически полностью заменили паровозы на маневрах и выполняют примерно 40% грузооборота сети.

Непрерывно растущие требования повышения массы поездов и скоростей их движения определяют потребность создания все более мощных локомотивов. Уже сейчас необходимы автономные локомотивы секционной мощностью 6000 — 7350 кВт (8000 — 10000 л. с.). Не менее важной задачей является перевод автономных локомотивов на альтернативные виды топлива, например газ. Эти проблемы успешно решаются при применении в локомотивостроении газотурбинных двигателей. Созданы и эксплуатируются газотурбовозы — автономные локомотивы, у которых газовая турбина — основной силовой двигатель.

Тепловоз с электрической передачей постоянного тока

Национальный центр промышленного дизайна и инноваций 2050.ЛАБ разработал дизайн маски магистрального грузового тепловоза 3ТЭ25К2М. Локомотив в новом дизайне презентован сегодня на железнодорожном форуме «PRO// Движение. Экспо».

Проект реализован по заказу ТМХ – крупнейшего в России разработчика и производителя подвижного состава для железнодорожного и городского рельсового транспорта.

3ТЭ25К2М — трёхсекционный магистральный грузовой тепловоз с электрической передачей переменно-постоянного тока с поосным регулированием силы тяги. Выпускается на Брянском машиностроительном заводе.

Доля отечественных компонентов в конструкции локомотива 72,4%. Тепловоз создан в 2017 году, сейчас построено 80 машин, до конца года ожидается производство еще 23 локомотивов.

3ТЭ25К2М обеспечивает вождение грузовых составов массой до 7100 тонн. Тепловоз разработан в рамках программы развития грузоперевозок на восточном полигоне российских железных дорог — Транссибе и Байкало-Амурской магистрали.

Генеральный директор 2050.ЛАБ Дарья Топильская отметила: «В дизайне маски 3ТЭ25К2М мы применили принципы формообразования «бренда-ДНК» ТМХ. Образ локомотива получился ярким, динамичным, запоминающимся и современным. Теперь тепловоз визуально дополняет линейку подвижного состава холдинга».

При проектировании применены инновационное оборудование и узлы, позволяющие повысить технико-экономическую эффективность локомотива по сравнению с находящейся в эксплуатации железнодорожной техникой. Тепловоз может эксплуатироваться в условиях низких температур и высокогорья, оборудован собственной микропроцессорной системой управления. В локомотиве установлена система очистки и осушки сжатого воздуха.

Кабина машиниста соответствует всем современным санитарным, эргономическим нормам и нормам безопасности, обеспечивает комфортные условия для локомотивных бригад.

Переход к использованию тепловозов 3ТЭ25К2М позволяет снизить затраты на горюче-смазочные материалы, техническое обслуживание и ремонты на 30% и более. Снижение затрат на протяжении жизненного цикла может составить 25%.

Тепловоз 3ТЭ25К2М мощностью 3×3100 кВт является самым мощным на пространстве колеи 1520 мм. Сила тяги при трогании – 3х428,1 кВт. Габариты – 1-Т.

Национальный центр промышленного дизайна и инноваций 2050.ЛАБ занимается реализацией проектов, призванных повысить привлекательность и конкурентоспособность изделий отечественного производства на российском и международных рынках, а также опытно-конструкторскими работами для предприятий транспортно-машиностроительного комплекса РФ. Компания является членом World Design Organization (WDO).

2050.ЛАБ – получил престижную дизайн-премию Red Dot Award в категории Design Concept («Концепция дизайна») за концепт городского электропоезда AIRSCP.

Дизайнеры, инженеры, конструкторы и технологи 2050.ЛАБ, обладающие опытом работы в ведущих промышленных дизайн-бюро России и Европы, занимаются интеграцией мировых трендов промышленного дизайна в российскую промышленность.

2050.ЛАБ формирует глобальную экосистему бренда: от промышленного дизайна объектов до дизайна бизнес-культуры, среды, мышления.

Стратегические партнеры компании — ТМХ, Ctrl2GO, Autodesk, НИТУ МИСиС.

Современный энергоэффективный и экологически безопасный маневровый тепловоз Белорусской железной дороги

08 октября 2013

К 60-летию Белорусского государственного университета транспорта

Одним из основных направлений энергосбережения и повышения энергоэффективности в локомотивном хозяйстве и на железной дороге в целом следует признать использование локомотивов, параметры которых соответствуют конкретным условиям эксплуатации.

Важным резервом сокращения расхода светлых нефтепродуктов является оптимизация маневровой работы на железнодорожных станциях. При этом на маневровую работу на станциях затрачивается около 20% всего дизельного топлива, потребляемого железнодорожным транспортом на перевозку пассажиров и грузов…

…При этом для выполнения маневровой работы в настоящее время используются мощные маневровые локомотивы ЧМЭЗ мощностью 990 кВт, которые эксплуатируются еще с советских времен и составляют превалирующую часть маневрового парка Белорусской железной дороги. Однако известно, что использование мощных тепловозов на частичных режимах ведет к значительному перерасходу дизельного топлива.

Поэтому сократить потребление дизельного топлива в маневровой работе возможно за счет замены мощных маневровых тепловозов на ряде железнодорожных станций на тепловозы с дизелями сравнительно небольшой мощности, необходимой для маневров (300-350 кВт, как показывают тяговые расчеты). Кроме того, тепловозный дизель при простое локомотива не должен прогреваться путем работы на холостом ходу, а должен запускаться в холодном состоянии даже при отрицательных температурах (в этом случае в качестве охлаждающей жидкости применяется водный раствор этиленгликоля, т. е. антифриз). Тепловозный дизель должен иметь очень небольшой часовой расход топлива на холостом режиме. И, наконец, дизель тепловоза должен характеризоваться высоким КПД, а значит, небольшим значением удельного эффективного расхода топлива.

В настоящее время к дизелям транспортных средств (особенно работающих в городе) предъявляются серьезные экологические требования…

…Нашим государством разрабатываются законодательные акты с целью снижения токсичности продуктов сгорания. Но, как показывает анализ экологических показателей дизельных двигателей внутреннего сгорания, большинство двигателей, установленных на маневровых тепловозах, не удовлетворяют требованиям европейских норм по токсичности продуктов сгорания…

…Научно обоснованной концепции экологической чистоты двигателя внутреннего сгорания на данный момент не cyществует. В сложившейся ситуации логическим следствием является сокращение времени работы дизеля в эксплуатации и выбор менее токсичных режимов работы. Этот дополнительный эффект достигается эксплуатации установленного дизеля «Caterpillar».

Электрические машины. Типы

В настоящее время практически все маневровые тепловозы с передачей постоянного тока: генератор и тяговые двигатели — имеют электрические машины постоянного тока (исключение составляет очень небольшое количество белорусских тепловозов ТМЭ1 и ТМЭ2).

Анализ удельных параметров зарубежных тепловозов дает основание сделать вывод, что наилучшие показатели имеют тепловозы с передачей переменно-переменного тока (удельная и осевая сила тяги, коэффициент тяги, полезное использование мощности дизеля, диапазон рабочих скоростей). Синхронные генераторы и асинхронные двигатели, являясь бесколлекторными электрическими машинами, имеют известные преимущества: простота конструкции и надежность в работе, легкость в изготовлении, отсутствие механического контакта со статической частью машины, длительный срок службы, легкость обслуживания, высокий КПД (до 95-98%). Частота вращения и момент на валу асинхронного двигателя регулируются частотным преобразователем. Применение частотного регулирования в режиме частичных нагрузок позволяет значительно поднять КПД асинхронных двигателей. Тиристорные преобразователи частоты (инверторы) имеют высокий КПД (до 98-99%).

В результате применения передачи переменно-переменного тока на тепловозе величина энергосбережения в зависимости от режима и условий работы может составить до 20-30%.

В разработке проекта нового маломощного маневрового тепловоза опирались на вышеприведенные требования, предъявляемые к маневровым локомотивам, и потребность в этих тепловозах на железнодорожном транспорте и промышленных предприятиях. Указанным требованиям удовлетворяет маневровый тепловоз ТМЭЗ, который выпущен в 2013 году в локомотивном депо Лида совместно с чешской компанией CZ «Loko».

К основным техническим характеристикам тепловоза ТМЭЗ относятся:

  • ширина колеи — 1520 мм;
  • база — 5300 мм;
  • общая длина — 10420 мм;
  • диаметр колесной пары — 1050 мм;
  • осевая формула — Во;
  • нагрузка на ось — 23 т;
  • масса —46 т;
  • дизель Caterpillar — мощность 403 кВт;
  • тяговый генератор переменного тока Siemens — типа 1FC2 401-4 В025;
  • минимальный радиус прохождения кривой — 80 м (при v=5 км/ч);
  • максимальная скорость — 60 км/ч;
  • электрическая передача — АС/АС (переменно-переменного тока);
  • максимальное тяговое усилие — 154 кН;
  • постоянная сила тяги — 121 кН.

В конструкции локомотива реализованы следующие принципиальные инновационные приложения:

  • модульное исполнение основного комплектующего оборудо­вания;
  • автоматизация управления с применением многофункцио­нальной микропроцессорной системы управления, регулирования и диагностики;
  • оптимизация условий труда машиниста (при обслуживании в одно лицо), а также технического обслуживания и ремонта.

Для тепловоза разработаны интеллектуальные пульты управления (основной и дополнительный) с собственными микропроцессорными устройствами.

Современному уровню и перспективным тенденциям соответствуют:

  • центральная кабина управления с круговым обзором;
  • система удаленного контроля, сбора и хранения информации АСК;
  • система автоматического поддержания температуры воздуха в кабине машиниста;
  • электронное управление уровнем освещения кабины машиниста.

Основное достоинство маневрового тепловоза ТМЭЗ — низкий расход дизельного топлива, особенно на холостом ходу.

На тепловозе ТМЭЗ применяются современные высокооборотные дизели «Caterpillar». Они имеют существенно меньший рабочий объем по сравнению с ранее используемыми дизелями. Применяемые быстроходные дизели расходуют на холостом 40% меньше топлива, чем среднеоборотные равной мощности.

Экономии топлива и дизельного масла способствует также применяемая на тепловозе ТМЭЗ электронная система управления двигателем (в комплексе с топливной системой высокого давления) позволяет добиться высокой приемистости и экономичности во всем диапазоне мощностей и частоты вращения коленчатого вала дизеля.

В качестве электрических машин (генератора германской ТНК «Siemens» и тяговых электродвигателей харьковского завода «Электротяжмаш») тепловоза ТМЭЗ используются высокоэффективные и надежные машины переменного тока. Тепловоз оборудован электрическим реостатным тормозом. Его тормозные реостаты позволяют нагружать собственный дизель и тем самым обойтись без дополнительного (дорогостоящего) звена в технологическом процессе проверки работы дизель-генераторной установки (ДГУ) тепловоза…

…В локомотивном депо Лида были проведены испытания тепловоза ТМЭЗ, путем нагрузки ДГУ на тормозные реостаты локомотива. Контроль параметров осуществлялся установленным на тепловозе оборудованием. При этом контролировались и фиксировались следующие параметры работы локомотива.

  • Ток на тяговом генераторе.
  • Напряжение на тяговом генераторе.
  • Мощность на тяговом генераторе.
  • Моментальный часовой расход топлива тепловозным двигателем.
  • Загрузка двигателя по мощности.
  • Температура топлива.

Данные снимались в режимах холостого хода, и режимах, соответствующих 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% и 100% от мощности локомотива. Значение этой мощности определялось по приборам тепловоза ТМЭЗ. Причем, эта мощность меньше мощности тепловозного дизеля, так как часть ее потребляется вентилятором охлаждающего устройства тепловоза, тормозным компрессором, кондиционером кабины машиниста, осветительными приборами и другими вспомогательными устройствами тепловоза.

Следовательно, это значение мощности, которое обеспечивается тепловозом при тяге поезда. Максимально зафиксированная мощность при 100% загрузки составила 320 кВт. Следует отметить, что при данных испытаниях не учитывались характеристики электрической передачи.

При проведении реостатных испытаний тепловозов ЧМЭЗ и испытаний тепловоза ТМЭЗ проводились измерения вредных веществ, выбрасываемых с отработанными газами дизеля. Данные измерения выполнялись по «Методике выполнения измерений концентраций и выбросов загрязняющих веществ, скорости газов, температуры, влажности, давления электронными переносными приборами МВИ. МН 1003-2007, Минск, «БелНИЦ «Экология».

Анализируя полученные данные при испытаниях тепловозов, эксплуатируемых на Белорусской железной дороге на маневрах, и нового маломощного двухосного тепловоза ТМЭЗ, сделаны следующие выводы. Тепловоз ТМЭЗ имеет наименьший часовой расход топлива при холостом режиме работы дизеля, более чем в два раза меньший по сравнению с тепловозом ЧМЭЗ. Удельный расход топлива локомотивом ТМЭЗ также меньше удельных расходов других локомотивов, эксплуатируемых на маневрах.

Экологические параметры маневрового локомотива ТМЭЗ соответствуют действующим нормативным документам РБ и значительно лучше экологических показателей эксплуатируемого в настоящее время маневрового локомотива ЧМЭЗ.

Статья дана с сокращениями

В. В. Балахонов, В. А. Мазец, С. А. Ольшевский,

Белорусская железная дорога

В. Я. Негрей, В. М. Овчинников, Е. В. Шкрабов

УО «Белорусский государственный университет транспорта

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Тепловая мощность тока через плотность тока
Ссылка на основную публикацию