бабулер103

Тепловоз М62 — история продолжается

Тепловозы серии М62 широко известны на железных дорогах восточноевропейских стран, входивших в бывший социалистический лагерь, — их общая численность измерялась сотнями единиц. Эти прочные и неприхотливые локомотивы, прослужившие уже несколько десятилетий, частично списаны, частично продолжают оставаться в эксплуатации, а частично подвергаются модернизации в целях улучшения топливноэкономических и экологических характеристик. Работы по модернизации выполняются, в частности, на заводе компании NEWAG в Польше.
 

Содержание

1 Краткий экскурс в прошлое 2 Технико-эксплуатационные особенности 3 Технические аспекты 4 Модернизация 5 Ремоторизация 6 Углубленная модернизация 7 Заключение

Краткий экскурс в прошлое

Одной из причин, побудивших к созданию тепловоза, была потребность в мощных, но относительно легких автономных локомотивах, по массогабаритным параметрам способных обращаться на сети железных дорог не только бывшего СССР, но и стран Восточной Европы (естественно, с оснащением их колесными парами широкой, т. е. 1524 мм, или нормальной, т. е. 1435 мм, колеи). По экономическим и иным соображениям была выбрана единая конструктивная концепция, удовлетворяющая условиям эксплуатации на всем указанном полигоне.

Два опытных шестиосных двухкабинных локомотива были изготовлены на Ворошиловград-ском (ныне — Луганском) тепловозостроительном заводе в габарите 02-Т и испытаны на бывших Советских железных дорогах в 1964 г. Первой страной, получившей в 1965 г. первую партию тепловозов серийной постройки, стала Венгрия (рис. 1). Железные дороги Венгрии (MAV) к тому времени уже располагали тепловозами серии М61, поэтому новым было присвоено серийное обозначение М62; под этим обозначением тепловозы эксплуатировались (а некоторые эксплуатируются и сейчас) не только в Венгрии, но и в СССР (ныне — в России и ряде стран СНГ).

В Польшу эти тепловозы поступали в течение более чем 20 лет, и на сети железных дорог этой страны численность их парка превысила 1100 ед. Здесь они получили серийное обозначение ST44 (рис. 2). Следует отметить, что, кроме тепловозов нормальной колеи, в Польше есть и несколько десятков тепловозов широкой колеи, предназначенных для обслуживания специализированной грузовой линии Хру-бешув — Славкув, имеющей колею 1524 мм, и некоторых промышленных предприятий.
В бывшую Чехословакию тепловозы М62 стали поступать в 1966 г.; здесь они получили серийное обозначение Т 679.2.
В бывшей ГДР эти тепловозы сначала получили серийное обозначение V200, впоследствии измененное на 120.
Кроме того, небольшие по численности партии тепловозов были направлены на Кубу, в Корейскую Народно-Демократическую Республику и Монголию.
Интересно отметить, что отношение к этим популярным локомотивам было довольно благосклонное и им на местах давали разные доброжелательные прозвища: «Сергей», «Иван», «Гагарин» и другие.

Технико-эксплуатационные особенности

Благодаря хорошо продуманным (для своего времени, естественно) конструкции механической и компонентам электрической части тепловозы М62 в эксплуатации характеризовались как вполне надежные и очень прочные. Срок службы их узлов и деталей оказался весьма продолжительным, дизельные двигатели работали удовлетворительно, хотя и нуждались в техническом обслуживании с большим объемом работ. Ситуация несколько усложнялась тем, что в ряде стран в первое время еще не был завершен в полном объеме переход от паровой к более прогрессивным видам тяги, и поэтому многие бывшие паровозные депо не были должным образом перепланированы и переоснащены для приема тепловозов. К чести тепловозов М62, они продолжали показывать хорошую работу и в таких непростых условиях.

Вместе с тем были заметны и определенные недостатки. Так, характеристики рессорного подвешивания в поперечном направлении оказались не совсем удовлетворительными, и на линиях с большим числом кривых малого радиуса (например, в Чехословакии) имел место интенсивный износ колес и рельсов. Штатные двухтактные дизели были очень шумными и, что еще хуже, неэкономичными — даже на холостом ходу они сжигали до 35 л топлива в час. Из-за конструктивных особенностей двухтактных двигателей моторное масло просачивалось в топливный тракт и расходовалось в чрезвычайно больших количествах — до десятка килограммов в сутки и часто вытекало из дренажной системы прямо на балласт.

По всем этим причинам тепловозы М62, несмотря на хорошее к ним отношение, постепенно перестали удовлетворять ужесточающимся требованиям к экономичности и экологичности, тем более в ситуации постоянного роста цен на топливо. Неудивительно, что, когда в начале 1990-х годов произошли известные политические перемены, эти локомотивы начали неуклонно списывать, и в настоящее время на железных дорогах Чехии, Словакии и Германии их в регулярной эксплуатации практически не осталось. Однако в Польше, Венгрии и странах Балтии они еще эксплуатируются, частично в исходном состоянии, но по большей части модернизированные. Работы по модернизации тепловозов выполняются в разных объемах — от замены силовых агрегатов (ремоторизации) до полного обновления, когда остаются только рама и тележки, а все остальные компоненты, в том числе кузов, заменяются новыми; при этом особое внимание уделяют улучшению условий труда локомотивных бригад. Довольно большое число локомотивов приобрели по подходящей цене частные компании — операторы грузовых перевозок.

Технические аспекты

Тепловозы серии М62 изначально имеют кузова вагонного типа, т. е. с кабинами управления той же ширины, что и пространство между боковыми стенками, в котором размещаются все основные агрегаты и узлы; продольные проходы из кабины в кабину располагаются внутри кузова, а наружных проходов нет. Между машинным отделением и кабинами находятся площадки с входными дверями. Это эффективно снижает уровень шума в кабинах, так как они отделены от машинного отделения двумя поперечными перегородками. Трехосные тележки с буксовыми челюстями оснащены сбалансированным подвешиванием, в состав которого входят листовые рессоры и винтовые пружины. Средние колесные пары тележек имеют возможность некоторого поперечного смещения. Кузов опирается на каждую тележку через четыре роликовые опоры, передача продольных сил между тележками и кузовом осуществляется посредством шкворней. Тепловозы, строившиеся на экспорт, получали центральные сцепные устройства с крюками и винтовыми стяжками и боковые буфера; тепловозы для внутреннего пользования — стандартные автосцепки типа СА-3.
В силовых агрегатах тепловозов М62 применены двухтактные 12-цилиндровые дизельные двигатели типа 14Д40 (12ДН23/30) с V-образным расположением цилиндров и турбонаддувом, изготовленные Коломенским тепловозостроительным заводом. Диаметр цилиндров равен 230 мм, ход поршней — 300/304,3 мм, рабочий объем всех цилиндров — 150,6 л. Масса сухого дизеля с рамой составляет 12 500 кг. Его охлаждение осуществляется с помощью главной водяной системы; вспомогательная водяная система охлаждает моторное масло. Двухтактные дизели при тех же геометрических параметрах и эффективном давлении теоретически в 2 раза мощнее четырехтактных, но процесс сгорания в них происходит менее эффективно, и за это приходится платить повышенным расходом топлива.


От коленчатого вала дизеля крутящий момент передается через многодисковую упругую муфту на вал одноподшипникового самовен-тилируемого генератора постоянного тока типа ГП-312, прифланцованного к дизелю. Генератор питает шесть коллекторных тяговых электродвигателей постоянного тока типа ЭД-107 (затем — ЭД-118), всегда соединенных параллельно и работающих с полным или ослабленным (с двумя ступенями ослабления поля) возбуждением. Тяговые двигатели имеют моторно-осевое подвешивание; передаточное отношение редукторов равно 68:15. Электрооборудование тягового привода изготавливал харьковский завод «Электротяжмаш».

Основным источником питания бортовых потребителей энергии является 32-элементная кислот-но-свинцовая аккумуляторная батарея номинальным напряжением 72 В постоянного тока и емкостью 450 А^ч. Привод всех вспомогательных устройств — механический.
На тепловозы устанавливалась тормозная система типа, принятого на сети железных дорог той или иной страны. На железных дорогах Польши, например, — это система пневматического тормоза типа Oerlikon.

Модернизация

На железных дорогах Польши в первой половине 2008 г. в эксплуатации находились тепловозы ST44: в парке компании грузовых перевозок PKP Cargo — около 100 ед., в парке компании PKP LHS, обслуживающей ширококолейную линию, — около 60 ед., в парке частных компаний-операторов, осуществляющих перевозки на правах открытого доступа к инфраструктуре, — около 70 ед.
В начале XXI в. началась массовая отправка тепловозов на модернизацию, как правило, совмещаемую с капитальным ремонтом. Соответствующие работы (в разных объемах) осуществляли (и осуществляют) предприятия компаний Bumar-Fablok в Хржануве, PESA в Быдгоще, Rail Polska во Влосени-це, NEWAG в Новом Сонче, а также на локомотиворемонтном заводе РКР в Познани. Кроме того, несколько тепловозов были модернизированы на локомотиворемонтном заводе железных дорог Чехии в Нимбурке.

Ремоторизация

На заводе PESA в Быдгоще модернизация тепловозов ST44, осуществляемая по заказу PKP Cargo и PKP LHS, ограничена, как правило, ремоторизацией. Штатные двухтактные дизельные двигатели здесь заменяют четырехтактными дизелями типа 12ЧН26/26 производства Коломенского завода (Россия) той же мощности, но более экономичными по расходу топлива и масла, а также в большей степени отвечающими требованиям по охране окружающей среды. Кроме того, вместо поршневых компрессоров устанавливают винтовые, а также приводят планировку и оснащение рабочих мест локомотивной бригады в кабинах управления в соответствие с современными тенденциями в эргономике; в частности, монтируют систему кондиционирования воздуха и новые пульты управления с дополнительными электронными приборами. В то же время рамы, кузова, тележки и тяговые электродвигатели тепловозов не заменяют, но подвергают капитальному ремонту.


Модернизированным локомотивам присваивают новые номера без изменения серийного обозначения.
На заводе Rail Polska во Влосенице (Rail Polska — одна из дочерних компаний концерна Rail World, базирующегося в Чикаго, США; занимается лизингом и модернизацией локомотивов, а также перевозочной деятельностью на правах открытого доступа к инфраструктуре) в ходе ремоторизации тепловозов М62 (эти тепловозы поступают на завод от иных, помимо РКР, операторов, в том числе из Германии и Эстонии, чем и объясняется такое серийное обозначение) штатные дизельные двигатели заменяют двухтактными 16-цилиндровыми дизелями типа 645Е3С отделения Electro Motive корпорации General Motors. Эти дизели имеют большую мощность (1900 кВт на тягу против 1400 кВт) и улучшенные топливноэкономические и экологические характеристики. Вместо штатных генераторов постоянного тока устанавливают генераторы переменного тока типа AR10 и выпрямители, т. е. тепловозы приобретают электрическую передачу переменно-постоянного тока. Тяговые двигатели ремонтируют с заменой обмоток. В систему управления тяговым приводом типа Elicon интегрируют новую электронную аппаратуру. Силовые агрегаты, блоки системы охлаждения и другое оборудование скомпонованы так, чтобы их можно было относительно просто заменять в ходе технического обслуживания и ремонта. Как и в Быдгоще, коренной модернизации подвергают кабины управления, а основные компоненты механической части остаются без радикальных изменений. Модернизированным локомотивам присваивают новое серийное обозначение ЕМ62 (для Rail Polska; рис. 3) или М62М (для других операторов).

Углубленная модернизация

На заводе NEWAG в Новом Сонче по заказам разных операторов выполняют модернизацию тепловозов ST44 и М62 большего объема. Здесь заменяют не только силовой агрегат, вспомогательное оборудование и системы управления и контроля, но и кузов, так что от тепловоза остаются лишь рама, тележки и тяговые двигатели.


Работы по модернизации тепловозов компания NEWAG организовала в сотрудничестве с компанией General Electirc Transportation Systems (GETS). При этом был учтен опыт партнера из США в постройке (совместно с бывшей компанией Adtranz) тепловозов типа Blue Tiger и в реализации проекта на железных дорогах Монголии, где несколько тепловозов серии М62 были подвергнуты глубокой модернизации с ремоторизацией и переделкой кузовов из вагонного типа в капотный; этим тепловозам было присвоено серийное обозначение 2ZAGAL (рис. 4).

Работы по модернизации тепловозов М62 и ST44 были начаты в Новом Сонче в августе 2006 г. по заказу лизинговой компании CB Rail, сдающей их в аренду компаниям-операторам PCC Rail и Kolej Baftycka/HHPS, выполняющим перевозки на линиях нормальной колеи; в октябре того же года последовал заказ от компании-оператора PKP LHS, выполняющей перевозки на линии широкой колеи (1520 мм).
В ходе модернизации кузова тепловозов преобразуются из вагонных в капотные, но с двумя кабинами управления по концам. Новые кабины управления радикально отличаются от старых даже по внешнему виду: в их лобовых частях обустраивают одинарное остекление окон, а на крыше монтируют установку кондиционирования воздуха; по-иному выглядят буферные фонари и прожектор. Естественно, кабины оснащают новыми пультами с современными органами управления и измеритель-но-регистрирующей аппаратурой (рис. 5). В частности, на дисплее машиниста высвечиваются показания о токе и напряжении каждого тягового двигателя.

По сторонам капота над машинным отделением между кабинами прокладывают боковые проходы шириной 510 мм с высокими ограждениями и лестницами. Вход в кабины управления теперь возможен только из указанных проходов, лестниц для непосредственного доступа в кабины нет.
Штатные сцепные устройства и путеочистители оставлены, но буфера заменены новыми с эластомерными поглощающими аппаратами, рассчитанными на восприятие энергии продольного соударения 70 кДж.
Подкапотное машинное отделение разделено на три секции: ди-зель-генераторную, расположенную в средней части локомотива, секцию охлаждения, примыкающую к кабине 2, и секцию с силовым электрооборудованием и электронной аппаратурой управления и контроля, примыкающую к кабине 1. Доступ с проходов к внутреннему оборудованию при выполнении операций по техническому обслуживанию обеспечивают люки в боковых стенках капота; сами эти стенки выполнены съемными, чтобы модули оборудования можно было снимать в ходе ремонта большого объема и устанавливать обратно.

Главной движущей силой каждого из модернизированных тепловозов является 12-цилиндровый четырехтактный дизельный двигатель типа 7FDL 12EFI производства компании GETS. Дизель имеет V-образное расположение цилиндров, турбонаддув и водяное охлаждение. Диаметр его цилиндров равен 229 мм, ход поршней — 267 мм. Полная масса дизеля, включая массу охлаждающей жидкости и моторного масла, составляет 15 845 кг.


Дизель приводит во вращение через многодисковую упругую муфту прифланцованный к нему тяговый генератор переменного тока типа 5GTA 11C9 GE. Генератор питает выпрямитель типа 17KG 468 GE, состоящий из шести плечей на полупроводниковых силовых приборах. Дизель-генераторный агрегат выполнен в виде единого модуля, закрепленного на раме локомотива в средней ее части.
Выпрямитель подает напряжение 700 В постоянного тока на шесть соединенных параллельно сохраненных штатных тяговых электродвигателей, подвергнутых капитальному ремонту с перемоткой и получивших обозначение ED-118A GE. В ходе ремонта двигатели получили изоляцию класса нагревостойкости Н, одновременно было увеличено поперечное сечение медных проводников обмоток якоря и полюсов. Теперь тяговые двигатели локомотива допускают в процессе эксплуатации нагрев до 180 °С, в то время как ранее температура нагрева была ограничена 155 °С.

В соседней секции размещено оборудование системы охлаждения. Воздух через жалюзи в боковых стенках капота засасывается центробежным вентилятором с колесом диаметром 1400 мм, приводимым во вращение от того же привода (от дизеля через карданный вал), что и трехцилиндровый компрессор типа WBO-RGD GE, имеющий производительность 4,6 м3/мин. Поступающий снаружи воздух через фильтры направляется в каналы охлаждения тягового генератора, преобразовательной установки и тяговых двигателей.
В секции в другом конце локомотива располагается силовое электрооборудование и аппаратура фирменной микропроцессорной системы BrightStar компании GETS. Эта система управляет рабо
той всех бортовых устройств, контролирует и диагностирует их техническое состояние. Предусмотрена, в частности, возможность работы до трех тепловозов в сцепе с управлением по системе многих единиц. Данные подсистемы диагностики можно перегружать в компьютеры депо для оптимальной организации работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту. Имеется противобок-совочная защита.
Дизель-генераторная секция оснащена шестью датчиками возгорания; такие датчики смонтированы также в секции электрооборудования и в кабинах управления.


Вспомогательные бортовые потребители энергии получают питание от свинцово-кислотной аккумуляторной батареи типа 8V8EPzS480 напряжением 75 В и емкостью 480 А^ч. Подзарядка батареи осуществляется от генератора постоянного тока, приводимого во вращение через раздаточный редуктор тягового генератора.
Результатом столь коренной модернизации с использованием комплектующих изделий более высокого качества, большую часть которых поставила компания GETS, стали более мощные, экономичные и экологичные локомотивы. Так, тяговая мощность тепловоза возросла с исходных 1400 до 2010 кВт, сила тяги при трогании — с 285 до 376 кН. Масса тепловозов несколько увеличилась — до 120 т для тепловозов нормальной колеи и до 125 т для тепловозов широкой колеи.
Модернизированные тепловозы М62 нормальной колеи получили серийное обозначение 311D (рис. 6), широкой колеи (1520 мм) — 311Da (впоследствии измененное на ST40s; рис. 7).

Заключение

Модернизированные тепловозы серии М62 (ST44) в сентябре 2007 г. получили сертификат соответствующего органа железных дорог Польши (UTK), и компании-операторы начали постепенно вводить их в эксплуатацию. К моменту публикации настоящей статьи еще не было накоплено достаточного опыта эксплуатации тепловозов, подвергнутых модернизации, поэтому рано в полной мере судить об успехе (или неудаче) данного мероприятия. Тем не менее первые сообщения от компаний-операторов внушают оптимизм. Более того, есть намерения получить сертификаты для эксплуатации тепловозов на железных дорогах Германии и Чехии, что даст возможность интенсивнее использовать их и в международных сообщениях.
Таким образом, более чем 40-летняя история тепловозов серии М62 еще далека от завершения.