|
(3) Из года в год процесс обслуживания и ремонта тепловозов 2ТЭ1ОМК и ЗТЭ10МК на полигоне ВП БАМ усугубляется комплексом причин и факторов, которые в течение продолжительного времени не способствуют устойчивой работе грузового парка. Как ни прискорбно это признать, но проект модернизации тепловозов ТЭ10МК, в основе которого предусмотрена только замена дизеля 10Д100 на Д49, не оправдал надежды эксплуатационников. Дизель типа Д49 с газотурбинным наддувом может реализовать паспортную мощность 2206 кВт при номинальной частоте вращения коленчатого вала 1000 об/мин.
Однако работу дизеля согласуют, по проекту, с тяговым генератором (ГП-311) при 850 об/мин. Снижение номинальных значений оборотов коленчатого вала дизеля на 150 об/мин неизбежно сопровождается ухудшением характеристик вспомогательного оборудования, обеспечивающего эффективную работу дизеля. Потребность в мощности на вспомогательные нужды автономного локомотива остается неизменной, как и необходимость ее обеспечивать. Если предположить, что атмосферные условия полигона ВП БАМ идеализированы (давление и температура атмосферного воздуха), то на 15-й позиции контроллера машиниста можно получить касательную мощность модернизированного тепловоза (по дизелю и на зажимах генератора) — 1650 кВт, т.е. на 9 — 10 % ниже справочной.
Заметим, что в реальных условиях эксплуатации не все ДГУ тепловозов на данный момент могут работать на 15-й позиции контроллера машиниста. Экспериментальные поездки с прямым измерением тяговых характеристик каждого колесно-моторного блока (КМБ) и режимов работы ДГУ свидетельствуют, что большинство тепловозов могут работать только на 12 — 13-й позициях контроллера машиниста.
Типичное состояние усугубляется и тем, что грузовой парк ВП БАМ на 88% состоит из тепловозов ТЭ10МК, оборудованных микропроцессорными системами (УСТА) различных версий. Такая ситуация требует определенного технологического дооснащения и компетенции обслуживающего персонала, чтобы обеспечить согласование алгоритмов УСТА с регулятором рабочих режимов дизеля и характеристиками тягового генератора. В итоге рассогласованность (более 50 кВт) мощностей между секциями тепловозов формирует впечатляющие непроизводительные затраты труда и капитала, которые из года в год имеют тенденцию возрастать.
© Профессор Н.П. Петров в работе «Сопротивление поезда на железной дороге», опубликованной в 1889 г., напутствовал изыскателей: «Каждый новый шаг вперед в деле понимания явлений, определяющих решение задач повышения эффективности техники, должен неотлагательно получать широкую известность между инженерами». Следуя напутствиям профессора
Н.П. Петрова, в 2002 г. опубликованы (журнал «Локомотив», № 4) первоочередные мероприятия, направленные на повышение ресурса бандажей колес тягового подвижного состава (ТПС). Реализованные мероприятия в технологические процессы обслуживания и ремонта локомотивов могли бы повысить ресурс бандажей колес (до 800 тыс. км пробега и более) и снизить остроту проблемы «колесо-рельс».
К сожалению, наши предложения не попали в область интересов ни менеджеров, ни практиков, а неутешительная статистика обточек колесных пар тепловозов, без положительной динамики, повторяется из года в год. Если в 2013 г. на полигоне «ТМХ-Сервис» — «Амурский» обточили 4981 колесную пару, то в 2014 г. —4966 колесных пар. В это число входят: 131 обточенная колесная пара пассажирских локомотивов ТЭП70 и 238 колесных пар — 2ТЭ25А «Витязь». Заметим, что статистика по обточкам колесных пар тепловоза «Витязь» является неожиданной, так как в тележках этого тепловоза предусмотрен механизм радиальной установки колесных пар.
© Проблема повышения ресурса бандажей колес тягового подвижного состава на железных дорогах России не нова. В течение двух десятилетий эта проблема решается по двум бесперспективным направлениям. Первое — упреждение изнашивания, которое объединяет все виды многочисленных технологий смазывания гребней колес и боковых граней головок рельсов, а также плазменное или магнитно-импульсное упрочнение рабочих поверхностей бандажей и их гребней.
Второе направление — устранение износа, которым предусматриваются, в первую очередь, обточка колесных пар, а также замена колесных пар или КМБ. В итоге, как на первые, так и на вторые безрезультатные технологии каждый год требуются десятки миллиардов рублей, огромное количество времени и невосполнимые материально-технические ресурсы.
© Кроме прямых эксплуатационных затрат, сопутствующих обточкам колесных пар, неизбежно создается разница диаметров колес в локомотивной секции, которую не всегда можно устранить заменой колесной пары или КМБ. По совокупности типичного состояния локомотивного парка ОАО «РЖД», без научного обоснования проведена корректировка ранее существовавших нормативов допускаемой в эксплуатации разницы диаметров колесных пар (не более 5 мм). Новыми технологическими указаниями откорректированы пределы (от 10 до 20 мм) допускаемой в эксплуатации разницы диаметров колес. Таким образом, благие намерения в сохранении коэффициента технической готовности путем корректировки нормативных параметров диаметров колес секции стали фактором, который на 15 — 20 % снижает тяговые возможности локомотива.
Во-первых, разница диаметров колес более 3 мм нарушает нормативные требования по технологии содержания рессорного подвешивания и развеске локомотива. Во-вторых, происходит нарушение параметров электромагнитных характеристик тяговых электродвигателей и их согласованной работы с тяговым генератором и дизелем. При движении с расчетной скоростью
25 км/ч и разнице диаметров колес 10 мм ЭДС электродвигателей превышает 3 — 4 В, и она активизирует первый уровень защиты от боксования. При разнице диаметров в 20 мм — разница ЭДС становится более 7 — 9 В. Такие сочетания обеспечивают резкое снижение тяговых возможностей тепловозной секции (от 15 до 18 %) и общего КПД системы тепловоза (2, ЗТЭ1 ОМК) на
3 — 4% в целом.
Типичное состояние стало обычным явлением в эксплуатации. Разница в диаметрах колес и отсутствие технологического процесса по развеске ведут к отказам тяговых электродвигателей тепловозов на полигоне ВП БАМ (напомним, что за 2014 г. произошло более 600 событий), как следствие, отказывают тяговые генераторы тепловозов (за 2014 г. произошло более 130 отказов).
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ПЕРВООЧЕРЕДНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
На данный момент времени кафедра «Локомотивы» ДВГУПС располагает научно-обоснованными, инновационными технологическими и опытно-конструкторскими решениями, внедрение которых позволяет повысить эксплуатационную эффективность локомотивов, сократить непроизводительные трудовые и финансовые затраты при их сервисном обслуживании и ремонте.
О Целенаправленный анализ неисправностей, исследование их причин и следствий показывает, что одним из ряда барьерных факторов являются буксовый поводок и его обрезиненные шарниры, которые создают комплекс проблем компании ОАО «РЖД». Обрезиненные шарниры имеют чрезвычайно низкую долговечность и являются слабым звеном в экипажах современных локомотивов. Тяговые и тормозные усилия электроприводов к тележке передаются непосредственно через шарниры поводков.
На кафедре «Локомотивы» ДВГУПС разработаны (патент № 146946) конструкторские и технологические решения по замене резиновых изделий в шарнирах на конструкционный (композиционный) материал, внедрение которых позволяет повысить их надежность и эксплуатационную долговечность. Оптимальная конструкция и долговечность шарнирных соединений комплекта из четырех поводков каждого КМБ обеспечивает одинаковую их длину (320 ± 0,2 мм), исключая перекос оси колесной пары в процессе эксплуатации и изнашивание гребней колес. Как следствие, сократятся обточки колесных пар и будет уменьшено количество секций с разницей диаметров колес, снижены отказы тяговых электродвигателей и генераторов. Неизбежно повысятся количественные и качественные показатели работы локомотивов ВП БАМ.
© При типичном состоянии локомотивного парка заслуживает внимания поэтапный, инновационный метод технологического процесса развески, в первую очередь, модернизированных локомотивов ТЭ10МК, а также всех остальных типов и серий в процессе выполнения ТР-3 и средних ремонтов. Конструкторское решение (А.С. СССР, № 1270579) и технологические методы научно проработаны. Завершающий процесс развески выполняется при движении локомотива по нивелированному участку пути в помещении цеха. Регистрацию нагрузки от колес на рельсы определяют двумя датчиками, что повышает достоверность результатов и максимально сокращает процесс развески.
© При вождении поездов повышенной массы и длины (локомотивами из двух-четырех секций), по технологии сдвоенных или рассредоточенной тягой очень важной становятся послеремонтная идентификация мощности и прямое измерение тяговых характеристик каждого КМБ, секции и локомотива в целом. На основе инновационной теории взаимодействия колес с рельсами разработана и прошла испытания опытная «Мобильная измерительная регистрационная система» (МИРС). Аппаратурные средства, комплекс компьютерных программ и разработанные методики позволяют выполнять прямую количественную оценку и идентификацию теплотехнических, энергетических, тяговых и сцепных параметров тепловозов, прошедших тяжелые виды ремонтов ТР-3, CP, КР.
Для тепловозов ТЭ10МК требуется дооснащение типичным измерительным оборудованием. Принципиально возможно для условий эксплуатации, обслуживания и ремонта дополнять МИРС информацией от отдельных функциональных подсистем УСТА, АСУБ-«Локомотив», МСУТ и Д, что позволяет выполнять прямую и количественную оценку состояния конкретного тепловоза и формировать паспорт его тяговых возможностей.
профессор кафедры «Локомотивы» ДВГУПС, инженеры Д.Н. НИКИТИН, Р.В. КОБЛОВ