СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть

Мини-дизель-генератор обогреет тепловоз

Необходимость снижения эксплуатационных расходов в железнодорожной отрасли становится все актуальнее. Между тем, в локомотивном хозяйстве есть резервы, позволяющие сберегать дизельное топливо на тягу поездов, сокращать расходы на текущее содержание тепловозов. Необходимо ускорить внедрение ресурсосберегающих технологий — как на стадии проектирования и изготовления, так и при заводском ремонте локомотивов.

В периодически возникающей на страницах журнала «Локомотив» дискуссии о том, каким быть российскому тепловозу читатели правильно высказывают мнение, что надо заменять морально и физически устаревшие дизели, использовать микропроцессорную систему возбуждения тягового генератора, электронные приборы для регулирования, диагностики узлов локомотива. Однако имеются и другие ресурсосберегающие средства и технологии.

Например, реально можно экономить топливо и масло, сокращая время работы дизеля для прогрева на холостом ходу. Оптимальный вариант, на мой взгляд, — использовать на тепловозах встроенную систему электроподогрева воды, топлива и масла дизеля, а также компрессора (см. «Локомотив» № 11, 2000 г.). Конечно, подобное устройство должно быть смонтировано на заводах, изготавливающих или ремонтирующих локомотивы. В этом случае затраты со стороны депо будут только на подводку к месту горячего отстоя тепловозов линии электропитания напряжением 380 В.

Система электроподогрева уже доказала свою работоспособность и эффективность, в то время как тепловые аккумуляторы находятся только в стадии опытных разработок. Незначительно доработав приведенную в журнале схему, в частности, установив дополнительный термодатчик для включения ТЭНов при снижении температуры воды, можно сократить до минимума и расход электроэнергии на прогрев тепловоза. Аналогичная система, многие помнят, была установлена на тепловозах ЧМЭЗТ, но она почти ни на одной машине не сохранилась в рабочем состоянии, о чем в депо, кстати, сожалеют.

Однако не стоит рассматривать систему автоподогрева тепловоза как единственное средство, позволяющее тепловозу экономить дизельное топливо. Не всегда можно подвести цепи электропитания непосредственно к локомотиву даже в условиях депо. А как быть с машинами, отправленными на линейные станции для маневровых или хозяйственных работ? Как организовать обогрев на удаленной станции не одного, а нескольких тепловозов? А если температура окружающего воздуха ниже минус 30 °С, когда для прогрева дизеля требуются продолжительное время и высокие позиции? Здесь уже возникает не только экономическая проблема, но и экологическая.

Безусловно, предусмотреть все возможные ситуации, возникающие в эксплуатационной работе, в принципе невозможно, но типичные все же существуют. И для части из них могла бы пригодиться вспомогательная силовая установка (ВСУ), представляющая собой небольшой тепловой двигатель с генератором. От него смогли бы получать питание ТЭНы и электронасосы системы встроенного электроподогрева, цепи управления и заряда аккумуляторных батарей, электрические печи в кабине машиниста, электродвигатель воздушного компрессора.

Дополнительно можно предусмотреть возможность питания от генератора вспомогательной установки электродвигателей мотор-вентилято-ров охлаждения тяговых двигателей, а в случае отказа генератора возбуждения — обмоток возбуждения тягового генератора.

К недостаткам использования ВСУ на тепловозе следует отнести повышение его массы. Возникают проблемы компоновки и осевой развески. Усложняется электрическая схема. Повышается трудоемкость ТО и ТР. Увеличивается также стоимость тепловоза. Кроме того, в случаях питания системы электроподогрева дизеля от генератора вспомогательной установки все-таки будет расходоваться топливо.

Теперь о пользе мини-дизель-генератора. На малодеятельных линиях, которые и составляют большую часть полигона тепловозной тяги, поездная обстановка не предсказуема. Бывает, локомотивы сплотками возвращают в основное депо, а случается, резервом направляют в оборотное. Здесь и потребуется ВСУ, чтобы исключать работу дизелей ведомых тепловозов на холостом ходу для прогрева его систем.

Вспомогательная установка будет полезной также при выполнении маневровой и хозяйственной работ. А если оснастить тепловозы автоматической системой запуска дизеля при снижении температуры теплоносителей (по проекту специалистов ВНИТИ, г. Коломна), но периодически включать не силовую установку, а ВСУ, то расход топлива будет минимальным.

Выручит ВСУ и в пути следования зимой, если возникает неисправность основного дизеля, которую устранят только слесари в условиях депо или ПТОЛ. Можно предсказать дальнейшее развитие ситуации при отсутствии ВСУ: бригада постарается быстро слить воду из системы и вывести поезд с перегона на оставшихся секциях, а затем, в зависимости от профиля пути и массы состава, либо затребует резерв, либо продолжит следовать до конечного пункта.

Далее тепловоз отцепят от состава и отправят в депо приписки (в лучшем случае, с поездом небольшого веса, а вероятнее всего — резервом) или отставят в теплый цех в пункте смены локомотива, как минимум на сутки, для отогрева. При наличии же ВСУ даже в случае затребования резерва воду можно будет не сливать, а обеспечить ее обогрев, как и питание цепей управления и зарядки аккумуляторной батареи. Локомотивные бригады могут сами привести и другие примеры, когда ВСУ смогла бы если не полностью спасти положение, то по крайней мере уменьшить эксплуатационные расходы, предлагаю также обратиться за опытом к нашим коллегам, обеспечивающим авиаперевозки. Практически все воздушные лайнеры оборудованы ВСУ, представляющей собой небольшой по размерам и мощности газотурбинный двигатель с осевым компрессором и электрическим генератором. Функции вспомогательной установки на самолете заключаются в обеспечении электрических систем электропитанием при отстое на не оснащенных специальным оборудованием аэродромах.

Малая силовая установка на крылатой машине позволяет осуществить пуск основных двигателей. В случае необходимости она может быть использована для создания дополнительной тяги, например, при взлете в жаркую погоду с высокогорных аэродромов, при отказе одного из основных двигателей. Кроме того, ВСУ в условиях ожидания очередного полета зимой обеспечивает обогрев салонов и кабины.

В случае внезапного отказа системы электроснабжения в полете (что крайне маловероятно) генератор ВСУ будет питать жизненно важные потребители. То есть вспомогательная силовая установка используется в течение крайне малого времени и в основном на земле, в воздухе же она, грубо говоря, балласт. Но несмотря на это авиаконструкторы при проектировании (в условиях исключительно жестких требований к массо-габаритным показателям и центровке самолета) идут на установку редко используемого агрегата.

Безусловно, оборудовать весь эксплуатируемый парк тепловозов мини-дизель-генератором практически невозможно (за исключением машин 2М62 и ЗМ62). Однако установка ВСУ на вновь создаваемые локомотивы вполне реальна и необходима.

Инж. Д.А. СТАЦЕНКО, г. Москва