Локомотивы обретают силу и интеллект
В ближайшие годы Дирекция тяги получит машины, созданные по техническим требованиям РЖД
Локомотивный комплекс – одна из важнейших составляющих перевозочного процесса. Его развитие требует новых технических решений от машиностроителей, увязанных с возможностями и перспективами развития нашей инфраструктуры, отвечающих требованиям превращения тягового подвижного состава в один из ключевых элементов единой интеллектуальной системы управления железнодорожным транспортом.
В последние годы Дирекция тяги получает новые локомотивы, характеристики которых позволяют водить поезда повышенной длины и веса, преодолевать без подталкивания перевальные участки. Один из таких ярких примеров – электровозы семейства "Ермак" различных модификаций. Вместе с тем компания изменила подходы во взаимодействии с конструкторами локомотивостроительных предприятий. Если раньше при покупке тягового подвижного состава выбирались варианты из готовых решений, предложенных производителями, то в 2018–2019 годах специалистами ОАО "РЖД" совместно с представителями отраслевой науки, исходя из потребностей перевозочного процесса, были разработаны и переданы локомотивостроителям технические и функциональные требования для нескольких линеек локомотивов, появление которых на магистралях ожидается в ближайшие три – пять лет.
Заместитель генерального директора ОАО "РЖД" – начальник Дирекции тяги Олег Валинский объяснил, что техтребования сформированы с расчётом получения от производителей локомотивов для обеспечения грузовых перевозок на Восточном полигоне; электровозов для вождения контейнерных и рефрижераторных поездов; локомотивов для вождения пассажирских поездов с инновационными вагонами; локомотивов, использующих альтернативные источники энергии и виды топлива.
В основе технических требований лежат эксплуатационные модели работы локомотивов, учитывающие: существующие и перспективные потребности в перевозках; особенности эксплуатационной работы на конкретных полигонах; особенности железнодорожной инфраструктуры, включая предельную нагрузку на ось, полезную длину приёмо-отправочных путей, возможности тяговой энергетики; целевые показатели энергоэффективности, увязанные с ДПР; целевые показатели надёжности; перспективные технологии, в том числе позволяющие обеспечить взаимодействие локомотива с цифровыми сервисами в части передачи диагностической информации, сведений о расходе энергоресурсов, а также обеспечивающие минимизацию трудовых затрат на эксплуатацию и обслуживание локомотива (например, все новые локомотивы оптимизированы для управления одним машинистом).
Для вождения грузовых поездов на Восточном полигоне были заданы жёсткие требования к длине локомотива – не более 48 м при обычной длине трёхсекционного локомотива 51 м. Технические требования к грузовым локомотивам составлены на расчётный состав грузового поезда – 71 грузовой четырёхосный вагон массой 100 тонн брутто.
"Мы постарались внести в технические требования все существующие и перспективные инновационные направления развития железнодорожного комплекса", – говорит Олег Валинский.
Это означает, что перспективные машины должны быть готовы к тому, чтобы стать умным элементом единой интеллектуальной системы управления движением на сети дорог. Локомотив становится центром сбора информации на линии, взаимодействует с инфраструктурой, вагонами, другими локомотивами и центрами управления движением. В нём должна быть предусмотрена возможность установления дистанционного управления поездом, он должен обеспечивать взаимодействие с системами интервального регулирования движения поездов без светофоров, через спутниковую навигацию и радиоканал, иметь возможности бортовой самодиагностики.
На основе технических требований ОАО "РЖД" производители формируют технические задания, с которых начинается разработка новых конструктивных решений. Машиностроительные холдинги "Группа Синара" и Трансмашхолдинг в настоящее время уже выполняют разработку технических заданий на новую линейку локомотивов для Восточного полигона и сформировали ряд концептуальных предложений.
Как пример – АО "Трансмашхолдинг" предлагает двенадцатиосный двухсекционный грузовой электровоз переменного тока 2ЭС9 и двенадцатиосный двухсекционный грузовой тепловоз 2ТЭ30А. Локомотивы предлагается оснастить отечественным асинхронным тяговым электроприводом и унифицированной трёхосной тележкой. Расчётная мощность электровоза будет на 40% выше мощности электровоза 3ЭС5К "Ермак" с поосным регулированием силы тяги, сейчас используемого на Востоке. Мощность каждой секции тепловоза 2ТЭ30А по дизелю будет выше на 25%, чем у секции тепловоза 2ТЭ25КМ, и на 6,5% больше, чем у секции тепловоза 3ТЭ25К2М с американским дизелем GEVO12, причём это будет отечественный дизель с экономичными алгоритмами управления.
Холдинг "Группа Синара" предлагает обратить внимание на шестнадцатиосный двухсекционный магистральный тепловоз 2ТЭ35А с асинхронными тяговыми двигателями и новым отечественным дизелем 16Д185, мощность которого на 18% больше мощности уже упомянутого выше дизеля GEVO12 и на 38% больше мощности массово применяемого дизеля Д49.
ООО "Уральские локомотивы" разработано техническое задание на новый грузовой электровоз постоянного тока 2ЭС6А с отечественным асинхронным электроприводом. На его базе завод планирует приступить к проектированию электровоза двойного питания для ускоренных контейнерных перевозок. Его конструкция будет состоять из двух секций, а скорость может достигать 140 км/ч.
В линейке локомотивов, использующих альтернативные источники энергии и виды топлива, АО "ТМХ" по соглашению с ОАО "РЖД" и АО "Роснано" разрабатываются четырёхосные маневровые локомотивы с гибридной силовой установкой, использующие отечественные литий-ионные аккумуляторные батареи. Тем же производителем ведётся проектирование газопоршневых тепловозов с использованием двигателя Коломенского завода. Имеются наработки по газомоторной тематике и у АО "Синара", где по заказу ПАО "Газпром" ведутся работы над созданием маневрового четырёхосного тепловоза ТЭМГ1.
"Минимизация негативного воздействия на окружающую среду, снижение выбросов загрязняющих веществ и углекислого газа сегодня являются мировым трендом. Компания "РЖД" ставит перед собой задачу упрочить лидерские позиции в этой области", – заявил заместитель начальника Департамента технической политики Олег Назаров.
По его словам, компания выражает намерение начать закупку новых серийных газотепловозов с 2022 года. Вместе с тем разворачивается программа модернизации дизельных локомотивов существующего парка. Согласно ей к 2022 году должны быть созданы опытные образцы модернизированных газотепловозов ТЭМ18 и ТЭ116У. Все эти меры должны позволить к 2030 году перевести на газ более 25% парка тепловозов.
По мнению заместителя директора НТЦ АО "ВНИИЖТ" Андрея Заручейского, мир стремится перейти к нулевым выбросам при работе тягового подвижного состава, и это сегодня может обеспечить применение водорода в качестве моторного топлива. В России есть два предприятия, готовые выпускать силовые водородные установки для локомотивов. Уже ведутся экономические расчёты по пилотному проекту использования водородной тяги на пригородных поездах Сахалина.
Локомотив мало произвести. Надо выстроить отдельную систему его технического обслуживания и ремонта, позволяющую иметь в наличии полностью работоспособный парк.
Начиная с 2017 года РЖД перешли на новый формат взаимодействия с производителями – поставку локомотивов по контрактам жизненного цикла (КЖЦ), предусматривающим ответственность поставщика за техническое состояние локомотива не только в гарантийный период его эксплуатации, но и на всём жизненном цикле. В рамках КЖЦ объединяется деятельность и определяется ответственность разработчиков локомотивов, локомотивостроительных и локомотиворемонтных заводов, сервисных компаний и РЖД. Например, если поломка локомотива в пути происходит по вине сервиса или производителя, его ремонт производится за счёт поставщика.
Олег Назаров сообщил, что в сегодня РЖД предлагают готовиться к переходу во взаимоотношениях с поставщиками и сервисом на концепцию "Абсолютная надёжность", предполагающую гарантированное отсутствие отказов на маршруте. Локомотив не должен выдаваться под поезд, если есть верятность его отказа в пути следования. Такая концепция строится на предиктивной диагностике, которая базируется на использовании цифровых двойников локомотивов. Предполагается, что детали, у которых прогнозируется даже незначительный процент возможности отказа, будут меняться заранее, в периоды технологического отстоя, а на линию машина будет выходить с полной готовностью, исключающей сбои в работе.
Заместитель генерального директора по развитию ГК "ЛокоТех" Сергей Лянгасов, в свою очередь, рассказал о цифровых решениях, позволяющих повысить эффективность сервисного обслуживания тягового состава. По его словам, уже накоплено более 20 Тб данных об эксплуатации и техническом обслуживании локомотивов, получаемых в том числе и напрямую из бортовых систем локомотивов. Использование таких данных принципиально измененит подходы к сервисному обслуживанию локомотивов, обеспечив переход на обслуживание по техническому состоянию и используя динамический расчёт КГЭ с учётом объективного состояния тягового состава.
Ещё одним важным моментом в новых подходах к локомотивному комплексу станет переход к концепции постоянного технического обновления тягового подвижного состава. Сегодня срок службы локомотивов составляет по разным моделям от 30 до 50 лет. Он определяется требованиями к надёжности несущих конструкций кузова и тележек и является, по сути, совокупностью выполнения нормативов безопасности и требований по обеспечению тяговых характеристик. Однако в современном мире машина за 30 лет морально устаревает, отстаёт по своим характеристикам от локомотивов новых поколений и перестаёт быть эффективной в работе.
Новая концепция предусматривает периодическую плановую замену морально устаревшего оборудования локомотивов на современные модули при капитальных ремонтах. То есть во время капремонта машина будет проходить модернизацию без замены несущих конструкций. Таким образом РЖД будут иметь не только надёжный, но и всегда современный парк. Олег Назаров заверил, что машиностроителями такой подход уже принят, концепция движется к реализации.
Источник: Гудок 17.09.2020г.