Admin

ЭМКА2 — инновационный гибридный электровоз

О.В.ЧИКИРКИН, главный инженер Дирекции тяги — филиала ОАО «РЖД»

В2019 г. в рамках Петербурского международного экономического форума было подписано соглашение между ОАО «РЖД», АО «Трансмашхолдинг» и АО «РОСНАНО» о сотрудничестве в сфере создания маневровых локомотивов с использованием гибридного привода с отечественными литий-ионными тяговыми накопителями энергии.

Будущие гибридные локомотивы предполагалось использовать на вокзалах городов мегаполисов и курортов Северного Кавказа для работы с пассажирскими составами. Такое решение позволяет сократить вредные выбросы и шум в наиболее чувствительном к экологической нагрузке месте большого скопления людей — на пассажирском вокзале. https://elektrikaprosto.ru/catalog/bytovye_tovary/


За прошедшее с 2019 г. время был проделан большой комплекс работ по определению концепции локомотива, его разработке и постановке на производство. Особенность проекта заключалась в том, что перед началом создания локомотива в АО «ВНИИЖТ» были разработаны эксплуатационные модели работы контактно-аккумуляторного электровоза на вокзалах Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга и Адлера. На этих вокзалах созданы все условия для комфортного отдыха пассажиров - там можно пообедать, купить различные товары https://elektrikaprosto.ru/catalog/bytovye_tovary/.
Для расчета необходимой емкости тяговой аккумуляторной батареи и необходимой мощности тяговых двигателей был выбран наиболее сложный участок для подачи пассажирских вагонов на перронный путь станции Москва-Пассажирская-Казанская из парка отстоя на станции Николаевка протяженностью неэлектрифицированного участка 3,3 км и максимальным подъемом 12 %о. Рассчитана необходимая емкость тягового накопителя — не менее 200 А-ч и мощность электровоза на валах тяговых двигателей — 500 кВт при питании от контактной сети постоянного тока напряжением 3000 В и 300 кВт при работе от накопителя.
В результате, в конце 2022 г. на Новочеркасском электровозостроительном заводе был построен первый образец нового гибридного электровоза ЭМКА2 (Электровоз Маневровый Контактно-Аккумуляторный) и начались его испытания. Летом 2023 г. был изготовлен второй образец локомотива (ЭМКА2-002), который был представлен в Санкт-Петербурге на Международном железнодорожном салоне «РИО//Движение.Экспо — 2023». В табл. 1 представлены его основные технические параметры.
Следует отметить, что гибридных маневровых электровозов в нашей стране не строили давно — предшественниками ЭМКА2 можно назвать локомотив ВЛ26 и экспериментальные локомотивы ЛАМ, построенные АО «ВНИКТИ» в 2003 г. Локомотив ЭМКА2 построен на новой платформе маневровых локомотивов ТМХ, с высокой степенью унификации с маневровым тепловозом ТЭМ23.
ЭМКА2 — асинхронный маневровый электровоз постоянного тока с возможностью работы от контактной сети и автономного хода от бортовой литий-ионной аккумуляторной батареи. Зарядка аккумуляторной батареи может происходить в движении — от контактной сети или рекуперативно, а также на стоянке (от контактной сети).



На рис. 1 и 2 представлены тяговые и тормозные характеристики электровоза.
Локомотив имеет модульную конструкцию. На раме электровоза расположены следующие модули:

• > пневматического оборудования;
• > кабины машиниста;
• > аппаратный;
• > тягового накопителя энергии;
• > локомотивного преобразователя;
• > вспомогательный.

Локомотив оборудован двумя компрессорами АКВ-3,5, общей производительностью 7 м3/мин, расположенными в модуле пневматики и во вспомогательном модуле.
Модульная кабина машиниста обеспечивает круговой обзор, отвечает последним требованиям по обеззараживанию воздуха и обеспечению параметров микроклимата.
Тяговый накопитель разработки ООО «Литэко» имеет общую энергоемкость 254 кВт-ч, расходуемую — 200 кВт-ч и позволяет локомотиву двигаться автономно резервом — на расстояние до 100 км, с составом массой 2000 т — до 20 км. Накопитель выполнен на основе аккумуляторов типа LFP (литий-железо-фосфатные аккумуляторы). Согласно расчетам, ресурс аккумуляторов накопителя составляет не менее пяти лет.
Локомотивный преобразователь М-ПЗТП-500 совмещает в едином изделии функции тягового преобразователя, преобразователя собственных нужд (ПСН) и зарядно-разрядного устройства тягового накопителя.
Асинхронный тяговый двигатель ДТА-125 унифицирован более чем на 90 % с двигателем ДТА-200Т маневрового тепловоза ТЭМ23. Тележки у ЭМКА2 и ТЭМ23 полностью унифицированы. В табл. 2 представлены основные параметры двигателя ДТА-125 при синусоидальном питании.

По сравнению с маневровыми тепловозами ЭМКА2 обладает целым рядом преимуществ. Локомотив не требует экипировки топливом и дизельным маслом, не генерирует выбросов и повышенного шума при своей работе. Затраты на топливно-энергетические ресурсы при эксплуатации электровоза, по расчетам производителей, должны быть в 4 — б раз ниже, чем при выполнении той же работы маневровым тепловозом.
На территории Российской Федерации электровоз ЭМКА2 не имеет аналогов и реализуется для замены морально и физически устаревших маневровых тепловозов, подлежащих списанию.

На рис. 3 представлен современный пульт управления электровозом.
Основной парк маневровых локомотивов состоит из тепловозов типа ТЭМ2 и ЧМЭЗ (производился с 1963 по 1994 гг.) и ТЭМ18 (выпускается с 1992 г. по настоящее время). Их конструкция морально устарела и не обеспечивает современные запросы по экологичности и эффективности использования мощности в эксплуатации.

Согласно утвержденным планам, первые два электровоза должны поступить в эксплуатацию в 2024 г. после завершения испытаний и получения сертификата. Общее количество электровозов ЭМКА2, которые будут изготовлены в соответствии с трехсторонним соглашением и в соответствии с потребностью в обеспечении маневровыми локомотивами пассажирских вокзалов перечисленных городов, составит не менее 130 единиц. Наиболее экономически эффективным будет использование маневрового электровоза постоянного тока на полностью электрифицированных станциях.
После подтверждения технико-экономических показателей головной партии локомотивов область использования электровоза может быть расширена.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК