Газета «Гудок», №82 – 20 мая 2015 г.
Объективный анализ неисправностей локомотивного парка Северного широтного хода лёг в основу решений, которые сотрудники Дальневосточного государственного университета путей сообщения нашли для главных «болезней» подвижного состава. Анализ позволит не просто наладить работу локомотивов, но и эксплуатировать машины в полную мощность, что сегодня не всегда является реальностью. Об этом нашему корреспонденту рассказал профессор кафедры «Локомотивы» Дальневосточного государственного университета путей сообщения Ярослав Новачук.
– У кафедры «Локомотивы» есть решения проблем, актуальных для бамовского локомотивного парка?
– В 2002 году в журнале «Локомотив» мы опубликовали список первоочередных мероприятий, которые могли бы повысить ресурс бандажей колёс тягового подвижного состава до 800 тыс. км пробега и более, а также снизить остроту проблемы «колесо – рельс». К сожалению, наши предложения не попали в область интересов ни менеджеров, ни практиков, а неутешительная статистика обточек колёсных пар тепловозов без положительной динамики повторяется из года в год.
– Сейчас она решается какими-то альтернативными способами?
– Проблема известна уже 20 лет. Есть два направления её решения. Первое – упреждение изнашивания (объединяет все виды многочисленных технологий смазывания гребней колёс и боковых граней головок рельсов, а также плазменное или магнитно-импульсное упрочнение рабочих поверхностей бандажей и их гребней). Второе – устранение износа, которым предусматривается в первую очередь обточка колёсных пар, а также замена колёсных пар или колёсно-моторных блоков (КМБ). В итоге на обе эти безрезультатные технологии каждый год требуются десятки миллиардов рублей, огромное количество времени и невосполнимые материально-технические ресурсы.
Наша кафедра располагает научно обоснованными инновационными технологическими и опытно-конструкторскими решениями, внедрение которых позволяет повысить эксплуатационную эффективность локомотивов, сократить непроизводительные трудовые и финансовые затраты при их сервисном обслуживании и ремонте.
Анализ неисправностей, исследование их причин и следствий показывает, что одним из ряда барьерных факторов является буксовый поводок и его обрезиненные шарниры, которые создают комплекс проблем. Обрезиненные шарниры имеют чрезвычайно низкую долговечность и являются слабым звеном в экипажах современных локомотивов. Тяговые и тормозные усилия электроприводов к тележке передаются непосредственно через шарниры поводков. На кафедре разработаны конструкторские и технологические решения по замене резиновых изделий в шарнирах на выполненные из конструкционного материала (патент № 146946). Их внедрение позволяет повысить надёжность и эксплуатационную долговечность изделия.
Оптимальная конструкция и долговечность шарнирных соединений комплекта четырёх поводков каждого КМБ обеспечивают одинаковую их длину (320±0,2), исключая перекос оси колёсной пары в процессе эксплуатации и изнашивание гребней колёс. Как следствие, произойдёт сокращение обточек колёсных пар и будет уменьшено количество секций с разницей диаметров колёс, снижение отказов тяговых электродвигателей и генераторов. Неизбежно будут повышены количественные и качественные показатели работы локомотивов.
– Какие ещё предложения могут заинтересовать эксплуатационников?
– Заслуживает внимания поэтапный, инновационный метод технологического процесса развески в первую очередь модернизированных локомотивов ТЭ10МК, а также всех остальных типов и серий в процессе выполнения ТР-3 и средних ремонтов. Завершающий этап развески предлагаем выполнять на основе нашего изобретения (авторское свидетельство № 1270579), он осуществляется при движении локомотива по нивелированному участку пути в помещении цеха. Регистрация нагрузки колёс на рельсы определяется двумя датчиками, что повышает достоверность результатов и максимально сокращает процесс развески.
При технологии вождения сдвоенных поездов повышенной массы и длины или рассредоточенной тягой во главу угла встают послеремонтная идентификация мощности и прямое измерение тяговых характеристик каждого КМБ, локомотивной секции и локомотива в целом (из 2–4 секций).
На основе инновационной теории взаимодействия колёс с рельсами разработана и прошла испытания опытная «Мобильная измерительная регистрационная система» (МИРС). Аппаратурные средства, комплекс компьютерных программ и разработанные методики позволяют выполнять прямую количественную оценку и идентификацию теплотехнических, энергетических, тяговых и сцепных параметров тепловозов, прошедших тяжёлые виды ремонтов ТР-3, СР, КР. Результаты опытных поездок свидетельствуют, что для установления параметрического соответствия тяговых – энергетических характеристик тепловозов ТЭ10МК в пределах допускаемых отклонений требуется дооснащение типичным измерительным оборудованием. МИРС возможно дополнять информацией с отдельных функциональных подсистем УСТА, АСУБ «Локомотив», МСУТ и Д. Это позволит выполнять прямую и количественную оценку состояния конкретного тепловоза и формировать паспорт его тяговых возможностей.
– Как вы оцениваете положение локомотивного парка полигона БАМа?
– Из года в год процесс обслуживания и ремонта тепловозов 2ТЭ10МК и 3ТЭ10МК на полигоне БАМа усугубляется целым комплексом причин и факторов. Они не способствуют устойчивой работе грузового парка. Как ни прискорбно это признать, но не оправдал надежды эксплуатационников проект модернизации тепловозов ТЭ10МК, в основе которого предусмотрена только замена дизеля 10Д100 на Д49.
Дизель типа Д49 с газотурбинным наддувом может реализовать паспортную мощность 2206 кВт при номинальной частоте вращения коленчатого вала (1000 об/мин). Однако работу дизеля согласуют (по проекту) с тяговым генератором ГП-311, при 850 об/мин. Снижение номинальных значений оборотов коленчатого вала дизеля на 150 об/мин неизбежно сопровождается ухудшением характеристик по наддуву.
Потребность в мощности на вспомогательные нужды автономного локомотива остаётся неизменной, как и необходимость её обеспечивать. Если предположить, что атмосферные условия идеальны, то на 15-й позиции контроллера машиниста можно получить касательную мощность модернизированного тепловоза (по дизелю и на зажимах генератора) – 1650 кВт, т. е. на 9-10 % ниже справочной.
– Но ведь атмосферные условия на БАМе далеко не идеальны...
– В реальных условиях эксплуатации не все дизель-генераторные устройства тепловозов на данный момент могут работать на 15-й позиции контроллера машиниста. Экспериментальные поездки с прямым измерением тяговых характеристик каждого колёсно-моторного блока и режимов работы ДГУ свидетельствуют, что большинство тепловозов могут работать только на 12-13 позициях контроллера машиниста.
Положение осложняется тем, что грузовой парк на 88 % состоит из тепловозов ТЭ10МК, оборудованных микропроцессорными системами (УСТА) различных версий. Такая ситуация требует технологического дооснащения и компетенции обслуживающего персонала, чтобы обеспечить согласование алгоритмов УСТА с регулятором рабочих режимов дизеля и характеристиками тягового генератора.
В итоге рассогласованность мощностей (более 50 кВт) между секциями тепловозов формирует впечатляющие непроизводительные затраты труда и капитала, которые из года в год имеют тенденцию к росту.
Справка
Эксплуатационный возраст локомотивного парка на полигоне Северного широтного хода Дальневосточной железной дороги: 18 % тепловозов работает уже 30–40 лет, более 51 % – 20–30 лет, 20 % – 10–20 лет и 10 % – до 10 лет.
Екатерина Крюкова