[02-2016] О блочно-модульной компоновке тепловозов
 

О блочно-модульной компоновке тепловозов

В последнее время в технической литературе и различной документации часто встречается понятие «блочно-модульная компоновка». С одной стороны, подобная компоновка выглядит крайне заманчиво: тяговый подвижной состав собирается из неких кубиков, как в детском конструкторе «Lego». Однако если начать разбираться, то окажется, что с определением «блочно-модульная компоновка» больше вопросов, нежели ответов.
Заглянем в историю отечественного локомотивостроения. Рассмотрим для примера тепловозы типа ТЭМ2, ТЭЗ, 2ТЭ10Л и М62. Как они построены: по блочно-модульному принципу или нет? В технической литературе того времени об этом практически ничего не сказано. Однако если всмотреться в конструкцию этих тепловозов, то видно, что длина по осям автосцепок и ширина кузовов у них практически одна и та же. Отличия рам кузова состоят только в типе применяемых кузова и дизеля. В своей первооснове (металлоконструкции) рамы идентичны. Тележки тепловозов одни и те же.


Если далее анализировать конструкцию локомотивов, то выясняется, что электроаппараты на тепловозах практически одинаковые, рассчитанные на напряжение 75 В. В шахте охлаждения применяются секции радиаторов одного и того же типа (на тепловозах ТЭЗ и ТЭМ2 — дополнительно водомасляные секции). Конечно, все эти автономные локомотивы, в первую очередь, отличаются дизель-генераторами, по-разному скомпонованы аппаратные камеры, но достигнута максимальная унификация оборудования.
Теперь рассмотрим технологию ремонта тепловозов. В депо на каждом участке ремонта предусмотрены стенды для контроля работоспособности и проведения испытаний отремонтированного оборудования, т.е. на тепловоз оно устанавливается проверенное и настроенное. Таким образом, получается, что первые тепловозы отечественного производства являются типичным примером блочно-модульной компоновки. Ничто не мешает заменить в условиях ремонтного депо неисправный модуль на аналогичный работоспособный.

А как же компоновочные решения применяют заокеанские коллеги? В Северной Америке, как и в России, на грузовых тепловозах в компоновке практически ничего не меняется. Все они, как правило, однокабинные шестиосные. Дизель-генератор на тепловозы устанавливается по центру главной рамы. С одной стороны от него размещаются кабина машиниста и аппаратная камера, с другой — система охлаждения.
Переход в Северной Америке от кузова вагонного типа к капотному объясняется только тем, что при эксплуатации тепловозов по системе более двух единиц применение капотной компоновки позволяет отказаться от использования бустерных секций. За счет этого удешевляется производство тепловозов и более эффективно используется локомотивный парк.

Наибольшим изменениям в компоновке подверглись локомотивы известной американской компании «General Electric» (GE). Начиная с восьмой серии тепловозов, эта компания начала взамен механического применять электрический привод вспомогательного оборудования.
Используется ли в Северной Америке блочно-модульный принцип компоновки? Разумеется, локомотивостроительные компании изготавливают тепловозы, на которых дизель и его вспомогательное оборудование скомпонованы на единой раме. В этом подходе есть свои плюсы: дизель разгружен от какого-либо оборудования — на нем ничто не монтируется, поэтому уменьшаются его габариты и масса. Все фильтры и теплообменники размещены за ним на отдельной стойке.
Минусом отмеченного подхода к компоновочному решению является длина такого модуля, что, впрочем, не помешало даже в условиях узкого европейского габарита создать тепловоз мощностью 3000 кВт с дизелем EMD (пример — локомотив «Vossloh» Euro4000C, имеющий среди тепловозов такого типа самую высокую мощность на европейском рынке). Другой вопрос, что вряд ли найдется в мире тепловоз компании «EMD» с дизелем GE или наоборот.
А какие компоновочные решения применяют европейские локомотивостроительные компании? В Европе ряд компаний выпускал тепловозы с оборудованием «EMD», что вполне понятно. Для России наибольший интерес представляет тепловозостроение Германии. Еще в 50-х годах при переходе от паровозов к тепловозам железнодорожники и машиностроители тогдашней Федеративной Республики Германии стояли перед выбором типа передачи мощности.
В результате был создан универсальный тепловоз V80. На локомотив могут устанавливаться три типа дизелей (MAN, Maybach, Mercedes-Benz) и два типа коробок передач («Maybach» и «Voith»). Сделано это для снижения стоимости локомотивов и обеспечения требуемого качества за счет конкуренции. Впоследствии по отмеченному принципу были построены практически все тепловозы с гидропередачей, эксплуатировавшиеся железными дорогами ФРГ.
Аналогичный подход в настоящее время применяет компания «Vossloh» на тепловозах, которые представляются на рисунке, изготавливаемые заводом в г. Киль. В частности, предлагаются два основных типа дизелей для тепловозов — «Caterpillar» и MTU, а теперь к гидропередаче «Voith» добавилась электрическая передача переменного тока собственного производства.

Кроме производителей дизелей, в Европе имеются и компании, поставляющие вспомогательное оборудование для дизелей «Voith» и «Berh». Очевидно, что для применения различных типов дизелей, передач мощности и вспомогательного оборудования тепловозов необходима стандартизация посадочных мест дизелей на раму, фланцев трубопроводов, электрических разъемов. Это позволит без значительных переделок и увеличения стоимости тепловоза реализовать практически любые пожелания заказчика.
Приведенные примеры представляют собой результат истинной «блочно-модульной компоновки» тепловозов. Этот термин актуален только в том случае, когда предполагается в рамках выпуска какой-то серии локомотива устанавливать оборудование одного назначения разных производителей.

Канд. техн, наук А.В. ЗАРУЧЕЙСКИЙ