тепловоз ЧМЭЗП-5188: результаты опытной эксплуатации
Локомотив с отечественным дизель-генератором 1-ПДГ4 прошел полный цикл приемочных испытаний — от выхода из ворот тепловозоремонтного завода до текущего ремонта ТР-3 в депо приписки.
После настройки электрической схемы сначала на реостатных установках Мичуринского завода, а затем в депо приписки Стерлитамак Куйбышевской дороги опытный
тепловоз с января 1997 г. приступил к работе на обслуживаемых станциях и участках. Первые результаты показали, что он пригоден для нормальной эксплуатации, в том числе при выполнении тяжелой маневровой работы, а также местного пассажирского движения. Параллельно в феврале — мае 1998 г. тепловоз
ЧМЭЗП-5188 проходил реостатные, теплотехнические и тяговые испытания по программе приемочных во Всероссийском научно-исследовательском институте
тепловозов и путевых машин (ВНИТИ, г. Коломна).
За период эксплуатации до текуще о ремонта ТР-3 интенсивность применения
Локомотива на маневровой, передаточной и пассажирской работах оценивалась коэффициентом технического использования (Кти). Среднее его значение (без учета времени подготовки локомотива к испытаниям, самих испытаний и подготовки к штатной работе) составило 0,8. Это примерно соотве
ТС (телесигнализация)твует среднему значению Кти по всем тепловозам приписного парка.
Основным показателем экономичности маневрового тепловоза при испытаниях принято считать средний эксплуатационный часовой расход дизельного топлива, определяемый по данным отчетов формы ТХО-5. Дня более точного сравнения экономичности серийных тепловозов ЧМЭЗ и модернизированного необходимо было обеспечить одинаковую работу локомотивов в одном маневровом районе По организационным причинам сделать это в полной мере не удалось. Расход топлива тепловозом ЧМЭЗП 5188 сравнивали с расходом за год до его модернизации и отдельных машин, которые подменяли опытный локомотив в одном и том же маневровом районе, а также со средним значением расхода топлива серийными тепловозами ЧМЭЗ и ЧМЭЗТ в депо.
Анализ показал, что во всех случаях расход топлива модернизированным тепловозом оказался меньшим по сравнению с серийными от 12 до 36 % — в зависимости от маневровых районов, где они работали. Причина — более экономичная топливная характеристика дизеля 1-ПД4 по сравнению с дизелем K6S310DR. Отечественный дизель значительно меньше расходует топливо на нулевой позиции (Пхх = 300 об/мин против Пхх = 350 об/мин у дизеля K6S310DR). Кроме того, штатный дизель локомотива ЧМЭЗ имеет на номинальном режиме расход 220 против 200 кг/ч у дизеля 1-ПД4, измеряемого при работе по тепловозной характеристике.
Так как на номинальной мощности маневровые машины работают менее 1 % времени, то основной причиной экономии топлива является меньший его расход на холостом ходу. Поэтому большой диапазон (12 — 36 %) снижения расхода во многом зависит от режимов работы тепловозов, характерных для разных маневровых районов.
Расход топлива в эксплуатации зависит от загрузки локомотива, которая оценивается коэффициентом его использования по мощности. Данный коэффициент представляет собой отношение среднего часового расхода к расходу топлива на номинальном режиме. Проведенный анализ показал, что если привести средние значения расхода топлива серийными и опытным тепловозами к одному коэффициенту использования, то расход топлива последним будет на 10,5 % меньше. А это означает, что тепловоз ЧМЭЗП-5188, работая в разных маневровых районах, в среднем за время эксплуатации (2,5 года) оказался экономичнее на 10,5 %, чем серийные.
Дизель 1-ПД4 для системы охлаждения тепловоза ЧМЭЗ по своей теплонапряженности отличается от штатного. Поэтому температуру и качество его теплоносителей (дизельного масла и охлаждающей жидкости) в процессе эксплуатационных и реостатных испытаний постоянно контролировали. За весь период опытного пробега дизельное масло по браковочным признакам заменяли один раз в начале эксплуатации из-за разжижения, вызванного техническим состоянием масляной системы. Охлаждающая жидкость, по данным химической лаборатории депо, за все время эксплуатации тепловоза после его переоборудования не имела отклонений от нормы.
Температуру теплоносителей контролировали при реостатных испытаниях как в депо Стерлитамак, так и во ВНИТИ. Превышение допускаемых величин не отмечали. Испытания проводили и в холодное время года, и при температуре наружного воздуха выше +30 °С. Охлаждающая способность штатного оборудования для дизеля 1-ПД4 оказалась вполне достаточна. Поэтому подобные модернизированные тепловозы можно эксплуатировать в любом климатическом районе железных дорог России и стран СНГ.
Еще одна важная особенность тепловоза ЧМЭЗП-5188 — увеличенная сцепная масса. Последнее вызвано тем, что масса дизель-генератора 1-ГЩГ4 несколько больше штатного. Кроме того, был установлен дополнительный
балласт для выравнивания нагрузки по осям. В результате взвешивания служебная масса локомотива установлена 127,8 т, т.е. на 3,9 % больше, чем у серийного.
В условиях эксплуатации данное обстоятельство имеет двоякое значение С одной стороны, с увеличением сцепной массы заметно повышается тяга модернизированного тепловоза А это для маневровой службы является положительным качеством так как при маневровых передвижениях тяга ограничивается сцеплением колес с рельсами Чтобы быстро набирать скорость и тормозить без боксования и юза большее значение отводится сцепной массе, а не мощности дизель-генераторной установки. Таким образом, повысились производительность, устойчивая работа энергетической цепи маневрового тепловоза.
С другой стороны, увеличение нагрузки на колесные пары несколько повышает напряжения в узлах экипажной части, хотя при зтом уменьшается интенсивность изнашивания бандажей колесных пар. Возрастают динамические воздействия на элементы железнодорожного пути. Для скоростей маневровых передвижений увеличение нагрузки на 3,9 % не оказывает существенного влияния. Статическая нагрузка 21,3 тс на ось меньше, чем у других маневровых тепловозов, например, у ТЭМ7 она составляет 22,5 тс.
Кроме того, в настоящее время специалисты ВНИТИ уже разработали новые, более прочные колесные центры для тепловозов ЧМЭЗ. В процессе эксплуатации отмечены повышенные тяговые качества тепловоза при разгоне. Реже стали происходить срывы в боксование. Вплоть до текущего ремонта ТР-3 не меняли и не обтачивали колеса из-за увеличенного проката или предельной толщины бандажей. Лишь после наработки 16 тыс. ч восстанавливали геометрию первой колесной пары из-за вертикального подреза гребня и по этой же причине дважды — четвертой.
Следует отметить, что подрез гребня, как правило, больше вызывают характерные особенности путевого развития маневрового района в котором работав тепловоз, а также конструкция экипажном части. Остальные колесные пары заменяли по причинам относящимся к колесно-моторным блокам. Как следует из анализа регулярно выполняемых замеров, максимальные величины проката и износа бандажей по толщине не превышали соответственно 2,5 и 3,0 мм.
Таким образом, увеличение сцепной массы тепловоза улучшило его тяговые качества без заметного влияния на износ колесных пар. Механических повреждении элементов экипажной части, вызванных увеличением сцепной массы тепловоза, в эксплуатации не отмечено. Величину зазоров между упором рамы тележки и балансиром постоянно контролировали. Случаев их уменьшения (менее 30 мм) не зафиксировано.
Технические обслуживания и текущие ремонты модернизированного тепловоза выполняли с учетом особенностей конструкции дизель-генератора 1-ПДГ4 и его систем. Периодичность проведения ТО и TP соответствовали нормам, установленным для тепловозов ЧМЭЗ. Для оценки надежности модернизированного локомотива в эксплуатации использовали методику «условных отказов», т.е. по дополнительному объему ремонта, фиксируемого в книгах формы ТУ-28 и в бортовых журналах формы ТУ-152. Это обусловлено тем, что для маневровых локомотивов поток неплановых ремонтов, необходимых для оценки надежности, как правило, отсутствует или имеет незначительное число, что затрудняет применение общепринятой методики определения надежности.
Проведенный анализ показывает, что поток условных отказов как в целом по тепловозу, так и по видам его оборудования, снижается после первого этапа работы до практически установившегося среднего значения. Основная часть объема дополнительного ремонта, выполняемо о в депо, характерна как для серийных локомотивов.
Существенным замечанием по работе отдельных агрегатов опытного тепловоза ЧМЭЗП-5188, вызванного проведенной модернизацией, можно назвать неустойчивую работу гидромуфты привода компрессора на нулевой — второй позициях кон роллера машиниста. Это вызвано тем, что на зтих позициях частота вращения вала дизеля составляет 300 об/мин, при которых гидромуфта имеет неустойчивую зону характеристики крутящего момента. Данную проблему можно решить увеличением оборотов гидромуфты на время работы компрессора при его включении на нулевой — второй позициях, а также установкой на тепловоз отечественного компрессора КТ6.
Это позволит улучшить воздухоснабжение, так необходимое и для серийных тепловозов
ЧМЭЗ при работе с включенными тормозами обрабатываемых составов, облегчить проблемы дальнейшего импортозамещения ряда узлов и деталей. Опытом установки компрессоров КТ6 на
тепловозы ЧМЭЗ располагает депо Стерлитамак, которое неоднократно выполняло такую операцию.
Модернизированный тепловоз
ЧМЭЗП-5188 находился в эксплуатации до ТР-3 более 21,6 тыс. ч (около 2,5 года). При освидетельствовании состояния узлов и деталей дизель-генератора 1-ПДГ4 во время ремонта отмечено удовлетворительное состояние поршней — без следов износа, царапин задиров. На четвертом поршне обнаружено разрушенное компрессионное кольцо, остальные кольца находились в нормальном состоянии без потери подвижности в ручьях.
Внутренние поверхности цилиндровых втулок не имели рисок и натиров на рабочей части хода поршней, за исключением втулки четвертого цилиндра, где обнаружена выработка в месте остановки первого компрессионного кольца. Внешняя поверхность всех втулок имела кавитационный износ со стороны распределительного вала. Инструментальная проверка показала, что в 33 замерах (из 36) результат не вышел за пределы допуска на изготовление, остальные не превысили допускаемого размера при выпуске из ремонтов ТР-2 и ТР-3.
Детали шатунно-поршневой группы дизеля (шатуны, шатунные шейки коленчатого вала и шатунные вкладыши) браковочных признаков не имели, а инструментальная проверка показала, что отклонения размеров от номинальных находя
ТС (телесигнализация)я в пределах допусков.
При освидетельствовании коренных подшипников коленчатого вала было обнаружено разрушение баббитового слоя на первой четвертой и седьмой опорах. Эти вкладыши заменены, остальные установлены на места. После переукладки коленчатого вала провисание его отсутствовало, а зазоры «на масло» были равны 0,10 — 0,17 мм. Распределительный вал и рычаги привода клапанов находились в удовлетворительном состоянии без дефектов. Зазоры «на масло» на опорных подшипниках составили 0,07 — 0,11 мм.
Состояние узлов и деталей главного генератора удовлетворительное, сопротивление изоляции при замере находилось в норме. После ремонта ТР-3 и настройки на реостатной установке депо
тепловоз ЧМЭЗП-5188 по настоящее время успешно работает. Таким образом, результаты эксплуатационно-ремонтных испытаний подтвердили техническую возможность и экономическую целесообразность проведенной модернизации. В нынешней экономической ситуации это является одним из путей поддержания парка маневровых тепловозов на необходимом техническом уровне.
Кандидаты технических наук Л.С. НАЗАРОВ, заведующий лабораторией маневровых тепловозов ГУП «Уральское отделение ВНИИЖТа»,
А.К. ЗОЗУЛЕВ, старший научный сотрудник
24.06.2011, 19:05
Похожие темы
Справочник
Почта
