Admin

Транспорт №11/2011 / Техника

Национальные особенности «экотепловозов»

Юрий Ильин

В конце лета Ярославский электровозоремонтный завод (филиал локомотиворемонтной «дочки» РЖД «Желдорреммаш») выпустил тепловоз серии ЧМЭ3, на котором установлено сразу три дизеля. Вопросами создания многодизельных тепловозов это предприятие занимается уже несколько лет, и с 2008 года здесь модернизировано пять тепловозов данной серии. Правда, прежде здесь один выработавший ресурс дизель заменяли двумя новыми.


Кроме того, двухдизельный тепловоз серии ТЭМ14 изготовлен входящим в холдинг «СИНАРА – Транспортные машины» Людиновским тепловозостроительным заводом (подробнее см., например, «Два и более» в «Транспорте» №9, 2011 г.). Обе модели, представленные в сентябре как новинки на международном железнодорожном салоне «Экспо-1520» на экспериментальном кольце ВНИИЖТ в подмосковной Щербинке, позиционируются как «экотепловозы» и даже окрашены в соответствующие тона.


В основе мультидизельной технологии лежит очень простая идея. Поскольку до 80% времени маневровые тепловозы либо работают на неполную мощность, либо вообще простаивают с «молотящими» на холостом ходу двигателями, в таких режимах должен быть задействован лишь один дизель. На трехдизельном тепловозе ЧМЭЗ конструкторы пошли еще дальше. При простое будет работать один двигатель малой мощности, который будет обеспечивать лишь собственные нужды локомотива для поддержания его в работоспособном состоянии, а два основных дизеля будут при этом заглушены. При увеличении нагрузки будет запущен второй дизель, и только при необходимости — третий.
Как это часто бывает, техническая идея пришла к нам из-за рубежа. Учитывая то, что проектировщики и изготовители модернизированных машин серии ЧМЭЗ позиционируют их как «экологичные тепловозы», на представленные в Щербинке модели стоит взглянуть с точки зрения их соответствия мировым стандартам по содержанию вредных веществ в выхлопных газах.

Со своим аршином

«Существует проблема сопоставления различных экологических норм и стандартов, действующих в области тепловозостроения. Главной проблемой является то, что действующие в России два ГОСТа предполагают различные подходы к нормированию вредных выбросов, что создает сложности при сертификации тепловозов», — рассказал «Транспорту» ведущий научный сотрудник лаборатории автономной тяги ВНИИЖТ Александр Корнев.
В самом деле, в настоящее время в России действует ГОСТ Р 50953 — 2008 г. «Выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов магистральных и маневровых тепловозов», регламентирующий содержание окислов азота, окиси углерода, углеводородов, а также параметры дымности при трех режимах работы дизеля: на холостом ходу, при частичной
и полной нагрузке. При этом ГОСТ Р 50953 — 2008 г. не предусматривает зависимость норм от произведенной тепловозом работы и мощности дизеля. По этой причине данный стандарт несопоставим с международными нормами в данной области. Разработчиком ГОСТ Р 50953 — 2008 г. является ОАО «Научно-исследовательскии и конструкторско-технологическии институт подвижного состава» (ВНИКТИ) из Коломны. Примечательно, что как раз ВНИКТИ проектировал модернизацию тепловозов ЧМЭЗ.

Другим национальным стандартом по выхлопным газам является ГОСТ Р 52408 — 2005 г. «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами», представляющий собой модифицированный международный стандарт ISO 8178-2: 1996 и регламентирующий выбросы в том числе тепловозных дизелей. Нормируются те же вещества, что по ГОСТ Р 50953 — 2008 г., однако с учетом произведенной дизелем работы в кВтч. ГОСТ Р 52408 — 2005 г. по своей сути сопоставим с международными нормами Евро, хотя и отличается самими допустимыми значениями. Так, по окислам азота ГОСТ жестче, чем Евро-О, но мягче, чем Евро-1, по окиси углерода и по углеводородам российский стандарт вписывается в Евро-2, но не дотягивает до Евро-3.

Вообще говоря, не совсем понятно, зачем после утверждения в 2005 году российского варианта международного стандарта в 2008 году был принят другой стандарт, к тому же противоречащий старому. Тем не менее при сертификации тепловозов используется именно ГОСТ Р 50953 — 2008 г., а второй стандарт, хоть и остается в силе, к локомотивам практически не применяется. Пожалуй, единственным достоинством нового ГОСТа является то, что он проще для проведения испытаний.
Опрошенные «Транспортом» эксперты отмечают, что разнобою в нормировании удивляться не стоит в стране существует немало неиспользуемых ГОСТов, что свидетельствует о несовершенстве и противоречивости системы технического регулирования.

Ярославские машины

Необходимость реконструкции тепловозов обусловлена выработкой срока службы, а также желанием по возможности снизить расход топлива. Модернизация тепловозов серии ЧМЭЗ позволяет продлить срок их службы на 16 лет. «Выбор конкретного исполнителя работ по модернизации локомотивов серии ЧМЭЗ осуществляли РЖД. Вероятно, во внимание было принято наличие на Ярославском электровозоремонтном заводе хорошего технологического оснащения и квалифицированных кадров, а также присутствие опыта в проведении реконструкции электровозов серии ЧС2К», — рассказал «Транспорту» заведующий конструкторским отделением ВНИКТИ Вадим Гусев. По мнению специалистов «Желдорреммаша», в случае если будет принято решение о массовом переоснащении тепловозов ЧМЭЗ с установкой нескольких дизелей, эта работа может выполняться также на Астраханском и Оренбургском тепловозоремонтных заводах.
Проекты реконструкции тепловозов ЧМЭЗ (варианты с установкой двух и трех дизелей) разработаны ВНИКТИ при участии инжинирингового центра «Желдорреммаша». «Изучалась возможность применения дизелей ООО «Уральский дизель-моторный завод» и ОАО «Автодизель» (Ярославль). Из числа иностранных фирм подходящие по габаритам и мощности дизели производятся фирмами Cummins и Caterpillar. Однако решение было принято в пользу отечественных двигателестроителей. Поскольку уральские дизели имели несколько избыточную мощность, конструкторы остановились на дизеле Ярославского моторного завода Э8502.10-08», — рассказал «Транспорту» заместитель директора инжинирингового центра ОАО «Желдорреммаш» Дмитрий Варфоломеев. Впрочем, в варианте с тремя дизелями применен вспомогательный дизель модели C33D5 фирмы Cummins.

Дизель ЯМЗ Э8502.10-08 представляет собой 12-цилиндровый V-об-разный двигатель с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива мощностью 650 л. с. В основном дизели этой марки применяются для карьерных самосвалов БелАЗ, военной техники, промышленных тракторов и бульдозеров. По выбросам он соответствует нормам Евро-1. «К сожалению, достичь соответствия более современным нормам Евро невозможно из-за плохого качества дизельного топлива. На таком топливе ни отечественные, ни зарубежные дизели достичь хороших, т. е. выше, чем Евро I, экологических показателей не могут», — говорит Дмитрий Варфоломеев.
Отметим здесь, что правительство держит курс на повышение качества топлива, понуждая НПЗ к модернизации, что со временем принесет свои плоды.

В чем выгода?

Первые пять двухдизельных ЧМЭЗ работают в локомотивном депо Ли-хоборы Московской железной дороги. По итогам эксплуатационных испытании этих машин экономия топлива составляет 15-21% в зависимости от режимов работы.

Но на этом перечень преимуществ реконструированных машин заканчивается. Суммарная мощность двух новых дизелей составляет 1300 л.с, что сопоставимо с мощностью исходного чешского дизеля (1350 л.с). На прежнем уровне — 95 км/ч — осталась конструкционная скорость. Также не изменились и тяговые характеристики локомотива.
Т. е. в рамках модернизации чешских маневровых машин перевозчик получил только продление срока службы и экономию топлива. И еще проявил патриотизм, поддержав отечественное двигателестроение. При этом сокращение вредных выбросов, автоматически возникающее за счет сжигания меньшего объема топлива, это, в некотором смысле, «побочный эффект», а не победа в борьбе за экологичность транспорта.
Более того, как полагают специалисты ОАО «Желдорреммаш» и ВНИКТИ, поскольку проводимые в Ярославле работы по тепловозам серии ЧМЭЗ квалифицируются как «замена силовой установки», а не «модернизация », то, соответственно, сертификация реконструированных машин не требуется. Отсутствие же сертификации и результатов сравнительных испытании по вредным выбросам тепловозов серии ЧМЭЗ по ГОСТ Р 52408 — 2005 г. до и после модернизации в значительной мере обесценивает полученный в результате реконструкции локомотивов опыт.
Будь у РЖД действительно первостепенной задачей снизить вредные выбросы в атмосферу, для модернизации можно было бы найти более совершенные дизели или, наконец, использовать более качественное дизельное топливо. Однако, с учетом того, что реконструированные ЧМЭЗ вполне соответствуют действующему ГОСТу, делать это отнюдь не обязательно.

Отметим здесь, что за рубежом существует многолетняя последовательная практика ужесточения экологических норм, в странах Европы и в США правительственные органы законодательным путем ограничивают содержание вредных веществ в выхлопных газах дизелей тепловозов. Ситуация же в России, на первый взгляд, облегчает жизнь отечественных производителей, позволяя им не особенно заботиться об экологических характеристиках своей продукции. Но в долгосрочной перспективе такая политика в сочетании с пресловутой «поддержкой
отечественных производителей» ведет в тупик. Как следствие этой политики, российские двигателестроители могут оказаться в сбытовой изоляции, так как их продукция не будет соответствовать экологическим нормам других стран.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin