Admin

Перспективные проекты модернизации локомотивов

На протяжении многих лет Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства ОАО «РЖД» (ПКБ ЦТ) является одним из основных разработчиков проектов по модернизации локомотивного парка железных дорог России. За более чем шестидесятилетнюю историю в ПКБ ЦТ был накоплен огромный опыт, который передается ветеранами конструкторского дела новым поколениям конструкторов.

Бюро разрабатывает проекты, успешно внедряемые на сети дорог и направленные на:

0 энерго- и ресурсосбережение на подвижном составе;

0 улучшение условий работы локомотивных бригад;

0 замену морально устаревших узлов и систем с применением в них передовых технологий.

За последние несколько лет специалистами ПКБ ЦТ был разработан ряд перспективных проектов. Представляем наиболее значительные из них вашему вниманию.

- Современные системы рекуперативного торможения обладают существенными преимуществами перед системами САУРТ-034, которые использовались на локомотивах с 80-х годов прошлого века. В 2011 г. разработан проект замены этих морально устаревших и снятых с производства систем на более современные системы АСУР-021 для электровозов серий ВЛ10У, ВЛ11М, ВЛ118 и ВЛ15. Проект предусматривает возможность прямого входа в рекуперацию, что повышает длительность рекуперативного торможения за счет уменьшения времени сбора схемы и, соответственно, увеличивает возврат электроэнергии в сеть.

- Для вождения тяжеловесных составов и, соответственно, увеличения пропускной способности загруженных веток дорог был разработан проект, предусматривающий унификацию электрических схем электровоза ВЛ80С, а также модернизацию схемы реостатного тормоза. Модернизированные по данному проекту электровозы можно эксплуатировать как в трех-, так и в двухсекционном исполнении. Третья (проходная секция) может находиться в сплотке в любом направлении движения.

- Для точного соблюдения времени хода, задаваемого графиком движения поездов, и выбора энергетически рационального режима движения все пассажирские электровозы оборудованы по проектам ПКБ ЦТ универсальной системой автоведения поездов (УСАВП) разработки ООО «АВП Технология» различной модификации для каждой серии электровоза. Передаваемая информация от этой системы предназначена для отображения на индикаторе и записи на картридж основных параметров работы электровоза (РПДА).

- Грузовые локомотивы также оборудуются по проектам ПКБ ЦТ универсальной системой автоведения грузового движения (УСАВП-Г), интеллектуальной системой автоматизированного вождения поездов повышенной массы и длины (ИСАВП-РТ), а также устройством корректировки линейной координаты нахождения поезда (УККНП) разработки «АВП Технология».

Устанавливаемая аппаратура предназначена для оптимизации работы машиниста и движения поезда, а именно: соблюдения графикового времени хода при условии выбора энергетически рациональных режимов движения с учетом веса и длины поезда при обеспечении связи с регистратором параметров движения и автоведения (РПДА-Г), отображения на индикаторе и записи на картридж основных параметров работы электровоза.

Для вождения поездов повышенной массы и длины система УСАВП-Г дооборудуется блоками ИСАВП-РТ. Устройство УККНП предназначено для уточнения местонахождения поезда на участке, которое производится на границах смежных блок-участков.

- Специалистами бюро разработана конструкторская документация на изготовление автомотрисы на базе моторного вагона электропоезда ЭД4М. По данному проекту на Ярославском электровозоремонтном заводе выпущены четыре опытных образца. В настоящие время три из них проходят эксплуатационные испытания в моторвагонном депо Санкт-Петербург-Московское, а четвертая (ЭД4М № 1) — сертификационные испытания на Экспериментальном кольце ОАО «ВНИИЖТ» в Щербинке.

- Чтобы повысить эксплуатационную надежность тепловоза 2ТЭ116, специалистами ПКБ ЦТ, на основании опыта и технического решения германской компании «DB Systemtechnik», разработан проект модернизации тепловоза 2ТЭ116. Модернизация направлена на улучшение условий работы дизеля, замену отдельных элементов электрической системы элементами повышенной надежности. Положительные результаты достигаются благодаря применению в конструкции тепловоза моторноосевых подшипников измененной геометрии, устройства против боксования и юза, гибких соединительных труб и современных уплотнений, новых марок гребнесмазывающих масел с лучшими характеристиками.

- Для определения и регистрации параметров работы тепловозов разработаны проекты на установку систем регистрации параметров тепловозов, учитывающие расход топлива, произведенные такими фирмами, как ООО «АВП Технология», ЗАО «Тех-ноВИС» и ОАО «НИИТКД».

- Чтобы продлить срок службы электровозов серии ЧС2, был разработан проект их модернизации. Проект предусматривал:

- оснащение электровозов кабинами управления увеличенного объема с новым унифицированным пультом управления;

- оборудование микропроцессорной системой управления (МСУЛ) или единой системой автоведения и управления тяговым приводом (ЕСАУП);

- установку единой комплексной системы безопасности, включающей в себя КЛУБ-У, ТСКБМ, САУТ-ЦМ и УСАВП;

- восстановление прочностных свойств кузова и тележек;

- продление срока службы электровоза на 20 лет или увеличение его пробега до списания не более 3,6 млн. км;

- снижение эксплуатационных расходов за счет уменьшения трудоемкости технического обслуживания и ремонта, повышения надежности.

Электровозам серии ЧС2, прошедшим модернизацию, присвоена серия ЧС2К. В настоящие время данные электровозы успешно эксплуатируются на Московской и Куйбышевской дорогах.

© За период эксплуатации электровозов серии ЧС2Т на Октябрьской дороге с 2000 по 2005 гг. выявился характерный недостаток в работе группового переключателя (ГК-045). Он выражался в том, что периодически возникали перебросы электрической дуги между контакторными элементами (схемы № 23 и № 29) данного переключателя из-за несинхронной работы приводов ГК-045 и промежуточного контроллера (ПК-303).

После изучения данной проблемы специалистами Петербургского государственного университета путей сообщения (ПГУПС) было предложено облегчить работу главного переключателя ГК-045, установив в цепи между контакторными элементами (схемы № 21 и № 22) диодную сборку (вентильный мост).

Опытный образец вентильного моста был изготовлен специалистами ПГУПС и установлен на электровозе ЧС2Т № 1018 приписки эксплуатационного локомотивного депо Санкт-Петербург-Пассажирский-Московский Октябрьской дирекции тяги. Эксплуатация в течение пяти лет этого электровоза показала, что диодная сборка обеспечивает устойчивую работу контакторных элементов без каких-либо отказов.

Исследованиями, проведенными специалистами ПГУПС, переходных процессов, возникающих при работе силовой схемы, установлено, что контакторные элементы главного переключателя стали работать в более легком режиме, так как вентильный мост, включенный в силовую схему, сглаживает нагрузки на контакторные элементы.

По результатам опытной эксплуатации электровоза ЧС2Т № 1018 Департаментом локомотивного хозяйства ОАО «РЖД» было принято решение о разработке проекта по его применению в силовой схеме электровозов ЧС2Т. В 2006 г. специалистами ПКБ ЦТ бюро был успешно разработан проект по оборудованию электровозов ЧС2Т вентильным мостом. В настоящее время работниками эксплуатационного локомотивного депо Санкт-Петербург-Пассажирский-Московский модернизированы уже 20 электровозов этой серии.

Ф> Проект «Оборудование электровоза ВЛ80С(Т) электронными шунтами» обладает следующими преимуществами перед контакторной системой ослабления возбуждения тяговых двигателей с использованием индуктивных шунтов:

- отсутствие медьсодержащих элементов;

- высокое быстродействие;

- малые масса и габариты;

- возможность лучшей реализации мощности тяговых машин;

- значительное снижение затрат на ремонт и обслуживание;

- возможность создания совмещенных устройств регулирования скорости;

- возможность плавного регулирования возбуждения;

- наличие функции защиты от юза и боксования;

О наличие функции записи токов якорей и обмоток возбуждения ТЭД в режиме реального времени и вывода их на внешний носитель информации;

- наличие функции самодиагностики системы электронного шунта;

- обеспечение безаварийной работы как в стационарных, так и в нестационарных режимах;

- наличие системы защиты от токовых перегрузок;

О возможность демонтирования некоторых видов оборудования.

На рис. 1 представлена силовая часть электронного шунта.

Ф На электровозах серии ЧС7, изначально оборудованных системой реостатного торможения с тиристорным преобразователем и аналоговой системой управления, из-за физического и морального износа компонентов этих систем реостатный тормоз отключен и не используется. Следует отметить, что электровозы ЧС7 продолжают оставаться основным пассажирским локомотивом на сети дорог России.

Чтобы выполнить требования безопасности при эксплуатации тягового подвижного состава, специалистами ПКБ ЦТ проведена работа по созданию проекта «Замена оборудования электродинамического тормоза и противобоксовочной защиты», целью которого являются приведение вышеуказанного оборудования в рабочее состояние и замена его более современным.


Применение электродинамического тормоза имеет ряд преимуществ:

уменьшает до 30 % тормозной путь состава; снижает в 1,5 — 2 раза износ бандажей колесных пар;

увеличивает срок службы тормозных колодок и снижает тепловую напряженность колодок и колесной пары;

снижает риск образования ползунов на колесных парах;

уменьшает расходы на ремонт и обслуживание пути (перекрытие изолированных стыков металлической пылью).

В рамках проекта восстановления электродинамического тормоза разработана конструкторская документация на шкаф импульсной регулировки тормоза с использованием современной элементной базы. На рис. 2 представлен блок торможения шкафа электродинамического тормоза.


Выполнение данной работы позволило восстановить электродинамический тормоз (ЭДТ) на электровозах ЧС7, который предназначен для эффективного служебного и экстренного торможения поезда, обеспечивающего при следовании на спуск поддержание заданной скорости без применения автотормозов. Кроме того, при восстановлении ЭДТ использовались отечественные комплектующие вместо импортных запасных частей и, тем самым, сэкономлены значительные средства Компании.

В дальнейшем планируется применение данного проекта и на других сериях электровозов постоянного тока.

- Проект «Оборудование электровоза переменного тока компенсатором реактивной мощности (КРМ)» предусматривает снижение расхода электроэнергии в системе контактная сеть — электровоз. Применение КРМ позволяет повысить коэффициент мощности электровозов в режимах тяги и рекуперативного торможения с 0,84 до 0,92, а это, в свою очередь, соответствует почти двукратному уменьшению реактивной мощности, потребляемой из контактной сети.

Регулируемый компенсатор реактивной мощности (КРМ-РД) предназначен для компенсации реактивной мощности электровозов со ступенчатым регулированием напряжения на тяговых двигателях типа ВЛ80Т(К), увеличения коэффициента мощности до 0,92 и выше во всем диапазоне эксплуатационных нагрузок электровоза, улучшения качества потребляемой электровозом электрической энергии и снижения ее затрат на тягу поездов.

- Проект «Оборудование электровоза ВЛ80Р микропроцессорной системой управления электровозами переменного тока (МСУЭ)» предназначен для управления тяговым электроприводом и силовыми электрическими аппаратами магистрального электровоза ВЛ80Р с тиристорными силовыми выпрямительноинверторными преобразователями. МСУЭ обеспечивает работу в автоматическом или ручном режиме управления тяги и рекуперативного торможения с поддержанием заданной скорости на спусках, диагностикой состояния оборудования электровоза и выдачей контролируемых показателей на блок индикации, находящийся в кабине машиниста.

- Проект «Оборудование электровоза ВЛ11 статическим преобразователем» предусматривает замену устаревшего и снятого с производства электромашинного преобразователя НБ-436В статическим преобразователем СТПР-1000 М4 в комплекте с электронным оборудованием системы рекуперативного торможения (KEPT) для электровозов постоянного тока. В настоящее время электровоз ВЛ11 № 453, оборудованный преобразователем, успешно прошел цикл тягово-энергетических испытаний на Экспериментальном кольце ОАО «ВНИИЖТ» и находится в опытной эксплуатации.

Данная модернизация позволит:

- повысить надежность системы рекуперации, а также благодаря схеме прямого входа в рекуперацию и системе автоматического управления увеличить возврат электроэнергии в сеть;

- производить питание обмоток возбуждения тяговых электродвигателей в режиме рекуперативного торможения для создания тормозного усилия, соответствующего заданной на контроллере машиниста позиции, с учетом ограничений по режимам работы оборудования;

- регистрировать параметры работы оборудования с возможностью вывода информации на внешний носитель;

- передавать управляющие сигналы на другие секции локомотива, объединенные в сцеп, для управления в режиме рекуперативного торможения комплектами этих секций;

- передавать информацию о расходе электроэнергии и режимах работы оборудования KEPT по каналу GSM.

В настоящее время конструкторы отдела модернизации оборудования тягового и моторвагонного подвижного состава работают над новыми, востребованными в локомотивном хозяйстве, проектами:

- унификация электровозов серии ВЛ80Р в трехсекционном исполнении для вождения тяжеловесных составов (увеличение пропускной способности загруженных веток Восточно-Сибирской и Красноярской дорог) и его электрических схем. Электровозы предусмотрено эксплуатировать как в трех-, так и в двухсекционном исполнении. Третья (проходная секция) может находиться в сплотке в любом направлении движения;

- оборудование электровоза ВЛ80Р электронными шунтами для восстановления цепи ослабления поля (возбуждения).

Специалисты ПКБ ЦТ продолжают активно разрабатывать и внедрять проекты модернизации локомотивного парка с применением передовых технологий и использованием мирового опыта локомотивостроения.

По материалам ПКБ ЦТ ОАО "РЖД"

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin