CC BY
70
УДК 629.424.1
ФАЛЕНДИШ А.П., д.т.н., проф. (УкрДАЗТ) СУМЦОВ А.Л., аспiрант (УкрДАЗТ) КЛИМЕНКО О.В., асистент (УкрДАЗТ)
Аналiз варiантiв модершзацп тепловозiв серп ЧМЕ3
Вступ
Оновлення рухомого складу дозволяе значно скоротити витрати паливо мастильних матерiалiв на експлуатащю та ремонт. «Комплексною програмою оновлення залiзничного рухомого складу Украши на 2008 - 2020 роки», передбачаеться оновлення вах титв тягового рухомого складу, переважно за рахунок постачання нових локомотивiв, при цьому тшьки деяку частину рухомого складу передбачено оновляти шляхом модершзацп [1-3].
Але у зв'язку з кризовими явищами в економщ Украши i браком коштiв в Укрзалiзницi, актуальнiсть оновлення локомотивiв украшських залiзниць шляхом 1х модершзацп останшм часом пiдвищуеться, особливо це стосуеться тепловозного парку.
Основним маневровими
тепловозами на залiзницях Украши е тепловози серп ЧМЕ3 рiзних модифiкацiй. Вони випускалися протягом 1963 — 1991 роюв i на сьогоднiшнiй час бiльшiсть з них вичерпали свiй ресурс експлуатацп. Особливо це стосуеться енергетично1 установки штатного дизеля КбБЗЮВЯ. Для виршення ще! проблеми застосовують два напрями: комплексна модершзащя всього тепловоза та ремоторизащя [2-4].
Анал1з публжацш
В перiодичних виданнях велику увагу придшяють питанням модершзацп, особливо тепловозiв М62. Хоча останнiм
часом розроблено декшька рiзних проектiв по модершзацп та ремоторизаци тепловозiв ЧМЕЗ. Розрiзнена iнформацiя з цього питання потребуе узагальнення.
Мета роботи
Метою роботи е аналiз варiантiв модершзацп тепловозiв серп ЧМЕЗ.
Основний матер1ал
Для ремоторизаци тепловозiв ЧМЕЗ використовували три моделi дизелiв: 4Д80Б, 1-ПД4Вта 4-36ДГ.
В Укрш'ш для ремоторизаци тепловозiв ЧМЕ3 використовували дизельнi двигуни виробництва ДП «Завод iменi В.А. Малишева» типу 4Д80Б. Цей дизель представляе собою дванадцяти цилшдровий чотирьохтактний дизель з газотурбшним наддувом потужнiстю 993 кВт. При ремоторизаци проводили лише замшу дизеля. Головний генератор та допомiжне обладнання залишалося як i на штатному тепловозь Електрична схема мае незначш змiни у порiвняннi зi штатною[5 - 7].
У 1995-1996 рр. фахiвцi ВАТ «Пензадiзельмаш» спiльно iз
спiвробiтниками Уральського вщдшення ВНИИЖТ i ВН1Т1 розробили документацш на модернiзацiю, а Мiчурiнський ЛРЗ встановив новий дизель-генератор 1-ПД4В на тепловоз ЧМЕ3-5188. За цим проектом проводиться лише змша дизеля та навюного обладнання. В 2010 рощ тепловоз ЧМЕ3-5188 був списаний та переданий Самарському
державному унiверситету шляхiв та спо-лучення в якосп музейного експонату[8 -10].
В 1999 рощ фахiвцями Коломенсь-кого заводу був розроблений проект модершзацп ЧМЕ3 з установкою дизель-генератора 4-3 6 ДГ, що складаеться з дизеля амейства Д49 та генератора TD-802. Генератор TD-802 вщ базового тепловоза ЧМЕ залишаеться без конструктивних змш, лише проходить капггальний ремонт. 1нше устаткування та системи залиша-ються без змiн.
Першим тепловозом так модершзованим виявився ЧМЕ3-1026 Квшчно'' залiзницi. Вiн отримав позна-чення ЧМЕ3К-1026. Пiсля проведення експлуатацшних випробувань тепловоз був переданий в локомотивне депо Пе-чори Квшчно'' залiзницi де i експлуатуеться зараз. Завдяки держанш пiдтримцi цей варiант модершзацп став найпоширенiшим в Росшськш Федерацп. Бiльше 90 локомотивiв завдяки цш модершзацп отримали друге життя, деяю з них дооборудуються реостатним галь-мом, що встановлюють на даху кабши машинiста [11 - 13].
У 2008 рощ Ярославським електровозоремонтним Заводом була проведена модершзащя тепловоза ЧМЕ3-4342, в ходi яко'1' стара ДГУ була замiнена на двi сучасних виробництва Ярославського моторного заводу. У зв'язку з цим був тдданий модершзацп капот кузова, кабша машинюта та додаш свiтлодiоднi буфернi лiхтарi. В проектi модершзацп взяли участь вщразу кiлька великих пiдприемств: ВН1КТ1 виступив розробником всього проекту, спроектував i виготовив систему управлшня, ВАТ «Автодизель» виготовило двигуни, Ярославський електровозоремонтний завод здiйснив переоснащення тепловозiв, виробництво дизель-генераторних
установок ДГ-450 - було довiрено ТОВ «Промисловi Силовi Машини» [14 - 18].
Для цього проекту «Промисловi Силовi Машини» виготовили десять
модульних дизель-reHepaTopiB ДГ-450 потужнютю по 450 кВт (653 к.с.) кожен на 6a3i двигушв ЯМЗ-8502.10-08 (виробник ВАТ «Автодизель», м. Ярославль^ тягових генераторiв ГС530АМУ2 (виробник «Електроважмаш», м. Харкiв). У комплект поставки для кожного тепловоза входять два дизель-генератора, встановлених на рамi i оснащених мiсцевими пультами управлшня для виконання технолопчних операцш: пуску, роботи без навантаження при мЫмальних стiйких оборотах, штатно'1 та аваршно'' зупинки. У 2010 - 2011 роках за цим проектом пройшли модершзащю ще шiсть тепловозiв. На даний момент, тепловоз ЧМЕ3-4342 приписаний до депо Лихобори Московсько'1' Залiзницi i обслуговуе Мале Кшьце Московсько'1 Залiзницi [15].
Проект модершзацп ЧМЕ3 двома дизель-генераторними установками
отримав подальший розвиток у виглядi створення трьох дизельного тепловоза. Цим тепловозом став модершзований
тепловоз ЧМЕ3-3323, що став експонатом III мiжнародного залiзничного салону «ЭКСПО 1520» який проходив 7-10 вересня 2011 року в мют Щербинка Московсько'1 областi Росшсько'' федерацп. Основною вiдмiннiстю вiд модершзацп тепловозу ЧМЕ3-4342 стало встановлення додаткового дизель-генератора
потужнiстю 25 кВт, що працюе для забезпечення власних потреб при стоянщ i вимкнутих основних дизель-генераторних установках. Пiсля модершзацп тепловоз отримав позначення ЧМЕ3ЕКО-3323 та був переданий в депо Лихобори Московсько'1 Залiзницi [14 - 18].
Модернiзацiя тепловозiв ЧМЕ3 дизелями Caterpillar з кожним роком становиться все бшьш популярною в рiзних кранах. Найбiльше
розповсюдження отримав варiант комплексно'' модершзацп тепловоза iз застосуванням дизельного двигуна Caterpillar 3512B, який в Укра'ш отримав
позначення ЧМЕ3П (в кра!нах Прибалтики - ЧМЕ3М, в Бшоруси -ТМЕ1).
Модернiзований шестиосний
тепловоз типу ЧМЕ3П призначений для важко! маневрово! служби та вивГзно! роботи на загальнодержавних,
регiональних та шших залiзничних шляхах з шириною коли 1520 мм. Розмщення осей 3о - 3о, маса на вюь складае 20 тонн. Тепловоз оснащений електричною передачею потужностi змшно-постшного струму.
На тепловоз встановлений двигун внутрiшнього згоряння Caterpillar 3512B потужнютю 1455 кВт, i тяговий генератор змшного струму Siemens 1FC2 631. Дизель Caterpillar 3512B представляе собою чотиритактний
дванадцятицилшдровий V-образний
дизель з турбонаддувом i електронним уприскуванням палива. Запуск двигуна внутрГшнього згоряння електричний, вiд акумуляторних батарей.
Локомотив обладнаний
мГкропроцесорною системою дiагностики, яка, пiд час експлуатацГ! локомотива, забезпечуе безперервний автоматичний контроль параметрiв роботи вузлiв i агрегатiв. Наявнiсть пристро!в
автоматично! дiагностики, дозволяе стежити за основними техшчними параметрами тепловоза в
експлуатацГ!. Тепловоз обладнаний
дворежимним електродинамiчних
гальмом, автоматичним i прямо дГючим пневматичним гальмом з
електроуправлiнням KNORR-BREMSE, двоступiнчастим стоянковим гальмом [19
- 25].
1ншим варiантом е комплексна модернiзацiя зГ збереженням потужностГ базового тепловоза ЧМЕ3. Цей варГант набувае розповсюдження в БГлорус пГд позначенням ТМЕ2. ОсновнГ ршення та пГдходи унГфГкованГ з тепловозами ЧМЕ3П. Дизель-генератор LOCAT 3508/631 складаеться з дизеля Caterpillar 3508B та генератора
виробництва корпорацГ! Siemens. Електрична схема мае вщмшносп вщ схеми ТМЕ1 пов'язанш зГ зменшенням потужностГ [19, 25].
Висновки
З проведеного аналiзу можна зробити настпш висновки:
1 Зношенють штатного дизеля К68310БЯтепловоза ЧМЕ3 призводить до значних витрат на поточне утримання та експлуатащю.
2 Модершзащя зi збереження потужносп в основному проводиться шляхом ремоторизацп. За таким напрямом модернiзувалися тепловози в Роси та Украшг В першому випадку встановлюють дизель 1-ПД4 або дизель-генератор 4-36ДГ, а в другому випадку встановлювали дизельш двигуни 4Д80Б.
3 Окремим напрямом е модернiзацiя з використанням багато дизельних енергетичних установок. На сьогодшшнш день створенi дослщш зразки з двома та трьома дизель-генераторами.
4 Основним напрямом модершзаци тепловозiв ЧМЕ3 е комплексна модершзащя зi збiльшенням потужностi. Зокрема модершзащя за проектом чесько! компани С2-Ь0К0, що отримала найбiльше поширення.
Список лггератури
1. Комплексна програма оновлення залiзничного рухомого складу Укра^'ни на 2008 - 2020 роки. [Текст] -К.:ДП ДНДЦ УЗ, 2009. - 299с.
2. Бшоус Ю.А. Результати роботи локомотивного господарства у 2012 роцi. [Текст]/ Ю.А. Бшоус. //Локомотив-информ 4, 2013. - с.22 - 24.
3. Сергиенко Н.И. Подвижной состав железных дорог Украины: состояние и перспективы. [Текст]. /Н.И. Сергиенко.//Вагонный парк6, 2011. - с.11 - 22.
4. Раков В. А. Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза (19761985 гг.): [Текст].- М.: Транспорт, 1990. -238 с.
5. Дизели типа ЧН26/27 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: //www.propulsionplant.ru /ёу1§а1е11/ё12е1пуе-ёу1§а1еИ/рго12у odstvennoe-obedinenie-zavod-imeni-v-a-ша^Иеуа.
6. Зайончковский В.Н., Ерощенков С.А., Сергиенко Н.И. Определение эксплуатационных свойств тепловозних дизелей 1Д80 и 4Д80. [Текст]// Залiзнич. транспорт Украни. - 2000.- №2. - С. 18-21.
7. Дизель 4Д80 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://malyshevplant.com/content/4D80B
8. ОАО "Пензадизельмаш": [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://pdmz.ru/ru/doc-20.html.
9. Тепловоз ЧМЭ3П - 5188: результаты опытной эксплуатации.[Текст]//Локомотив 2002. -№2. - 26 - 27.
10. Назаров Л.С., Зозулев А.К. Дизель 1-ПД4 для тепловоза ЧМЭ3. [Текст]/ Л.С.Назаров, А.К. Зозулев // Локомотив, 1998. — № 2. - С. 21-23.
11. ОАО «Коломенский завод»: [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.kolom
nadiesel.com/.
12. Нестеров Э.И., Гудков А.В., Гусаков В.Г. Тепловоз ЧМЭ3 с дизель-генератором 4-36ДГ[Текст]/ Э.И.Нестеров, А.В. Гудков, В.Г. Гусаков // Локомотив, 1999. - № 11. - С. 19-22.
13. Маслов В.В., Никитин Е.А. Дизель Д49 для тепловоза ЧМЭ3. // Локомотив. — 2001. — № 9. - С. 30-31.
14. Ярославский электровозо-ремонтный завод имени Б. П. Бещева. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.yaerz.ru/.
15. Компания «ПСМ» принимает участие в программе «РЖД» по
модернизации тепловозов. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.powerunit.ru/about _company/press_center/news/the_company_ quot_jmp_quot_takes_part_in_quot_railways _to_modernize_locomotives/.
16. ДП завод "Електроважмаш" [Електронний ресурс]. - Режим доступу:http://www.spetm.com.ua.
17. III Международный железнодорожный салон «ЭКСПО 1520». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.expo1520.com.
18. Электростанции "ПСМ" для Российских Железных Дорог [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.powerunit.ru/about_company/pre ss_center/news/powerhouse_quot_psm_quot _for_russian_railways/.
19. «С2 ЬОКО» [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.czloko.cz/ru.
20. Скала Б., Франк В. Модернизация ЧМЭ3 - новые возможности. [Текст]. / Б. Скала, В. Франк.//Локомотив-информ 4, 2006. - с.20 - 24.
21. Скала Б., Франк В. Модернизация ЧМЭ3 - новые возможности. [Текст] - Локомотив-информ5, 2006. - с.20 - 25.
22. Открытое Акционерное Общество «Тепловозоремонтный завод» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.trz.com.ua/upgrade.html.
23. ООО «Цеппелин Русланд» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.zeppelin.ru.
24. Ильин Ю. Модернизировать или купить? [Текст]. / Ю. Ильин. // Транспорт 10, 2011. - с. 5 - 6.
25. Тепловоз серии ТМЭ1 [Электронный ресурс]. - Режим доступа:http://150let.rw.by/lokomotivy/tme_ 1.
Анотацн:
В статп проведено анал1з р1зних вар1анпв модершзацп тепловоз1в ЧМЕ3. Розглянуто
варiанти ремоторизацп новими дизелями та комплексно! модершзацп з замшною всього силового обладнання. Окремим напрямом е модернiзацiя з використанням дек1лькох дизельних енергетичних установок. На сьогодшшнш день створенi дослвдш зразки з двома та трьома дизель-генераторами. Зроблеш висновки з розглянутого матерiалу.
Ключевые слова: тепловоз ЧМЭ3, дизель-генераторная установка, комплексная
модернизация, дизель Caterpillar, варианты модернизации.
В статье проведен анализ различных вариантов модернизации тепловозов ЧМЭ3. Рассмотрены варианты ремоторизации новыми дизелями и комплексной модернизации с заменой всего силового оборудования. Отдельным направлением является модернизация с использованием нескольких дизельных
энергетических установок. На сегодняшний день созданы опытные образцы с двумя и тремя дизель-генераторами. Сделаны выводы из рассмотренного материала.
Ключевые слова: тепловоз ЧМЭ3, дизель-генераторная установка, комплексная
модернизация, дизель Caterpillar, варианты модернизации.
In the article analyzes the various upgrade options CHME3 locomotives. Variants remotoryzatsiyi new diesel and comprehensive modernization of Replacement of all power equipment. Another direction is to modernize using several diesel power plants. To date created prototypes of two and three diesel generators. Conclusions of the materials.
Keywords: ChME3 locomotive, dieselgenerator installation, complex modernization, diesel Caterpillar, modernization options.
УДК 629.424.14
ГАТЧЕНКО ВО., к.т.н., доцент кафедри РСЗ (Дон1ЗТ)
Удосконалення системи керування дизель-генераторною установкою тепловозiв сери ЧМЕ3
Постановка проблеми
На Донецькш залiзницi на виконання маневрово! роботи щорiчно витрачасться в середньому 35 тис. т. дизельного палива. Експлуатацшний парк маневрових тепловозiв ЧМЕ3 в цшому по залiзницi складае 160,98 лок.-доб.
Умови маневрово! роботи ютотно вiдрiзняються вiд по!зних. На маневрових тепловозах вiдбуваеться дуже часта змша положення контролера машинюта з безпе-рервною змiною частоти обертання колшчастого валу дизеля. Отже, дизель працюе не в стащонарному режимi, а пе-реважно в умовах перехщних процесiв.
Наприклад, при робот! на сортувальнш горцi на тепловозах ЧМЕ3 виконуеться до 200 перемикань контролера машинюта за 1 год., з них 4 зi сталого режиму, кшькють скидань - накидань - 35 за 1 год.
При штенсивнш робот тепловозу рукоятка контролера машинюта пересуваеться кожш 1,5 - 5,0 с., а тривалють безперервно! роботи силово! установки тд постiйним навантаженням не перевищуе 10-20 с. [1]. Багато науковщв проводили дослiдження з визначення основних причин пщвищено! витрати палива тепловозними дизелями при перехщних процесах [2-13]. Ршення дано! проблеми можливе шляхом удосконалення системи автоматичного регулювання з метою оптимiзацi! характеру змiни коефiцiента надлишку повiтря у часi а = Дт); системи повiтропостaчaння дизеля; робочого про-цесу дизеля за рахунок вибору ращонально! форми камери згоряння, по-кращення якостi пaливоподaчi та процесу сумшоутворення; використання автоматично! системи керування початко-
