ТЭМ10 - новый тепловоз для промышленных железных дорог

В августе 2019 г. железнодорожный холдинг «Синара – Транспортные Машины» (СТМ) представил на Международном железнодорожном салоне «ЭКСПО 1520» четырехосный маневровый тепловоз ТЭМ10. Это новая машина, которая способна стать отправной точкой для создания новой линейки людиновских промышленных тепловозов.

Весной 2020 г. новый локомотив прошел испытания на обкаточном кольце Людиновского тепловозостроительного завода (ЛТЗ), которые подтвердили соответствие конструктивных решений требованиям Технического регламента Таможенного союза, а в июне начаты приемочные и сертификационные испытания тепловоза. 

Маневровый тепловоз ТЭМ10
Маневровый тепловоз ТЭМ10

СТМ рассчитывает начать серийный выпуск ТЭМ10 в конце этого года.

Требования

Разговоры о необходимости нового промышленного тепловоза ведутся с 2016г., а в феврале 2019 г. ассоциация “Промжелдортранс” сформулировала требования к перспективному локомотиву промышленного назначения. 

Эксперты “Промжелдортанса” считают, что промышленный тепловоз должен обладать низкой стоимостью владения (быть экономичным с точки зрения потребления топлива и расходных материалов, дешевым в техническом обслуживании и ремонте). Он должен сохранять работоспособность при отказе половины бортового оборудования и быть пригодным для ремонта без вывода из эксплуатации. Современный промышленный тепловоз должен уметь работать по системе многих единиц (когда несколько локомотивов управляются с пульта головного локомотива). Отдельно отмечается необходимость бортовой системы диагностики, которая будет выявлять проблемы в работе тепловоза и уведомлять о необходимости упреждающего ремонта.

Требования противоречивые и создать одну модель, которая их всем удовлетворит, невозможно. Поэтому инженеры СТМ пошли по пути создания унифицированной платформы, которая позволит конфигурировать тепловоз под потребности клиента. 

Конструкция

При проектировании тепловоза инженеры СТМ взяли за основу модульный принцип компоновки, при котором тепловоз представляет собой набор взаимосвязанных модулей, установленных на общую основу. Каждый модуль выполняет назначенную ему функцию (силовая установка, тормозное оборудование, охлаждение двигателей, преобразователь собственных нужд, кабина, охлаждение ТЭД, коммутационное оборудование). При этом характеристики и функциональность систем тепловоза могут изменяться путем модификации модулей: можно устанавливать агрегаты желаемых производителей, дизель необходимой мощности и т.д.

Модульная конструкция тепловоза ТЭМ10
Модульная конструкция тепловоза ТЭМ10

Такой подход дает возможность не только изготавливать локомотивы с необходимыми заказчику характеристиками, но и изменять характеристики тепловоза в ходе эксплуатации путем модернизации его модулей.

Модульная компоновка сокращает время ремонта тепловоза - при наличии резервных модулей время вывода локомотива из работы соответствует времени замены неисправного модуля на исправный.

Схема компоновки тепловоза ТЭМ10

Основой для нового тепловоза служит рама, установленная на две двухосные тележки. Колесная формула 2О - 2О (две двухосные тележки с ведущими осями) позволяет тепловозу проходить кривые с радиусом от 50 м., что важно для работы на путях промышленных предприятий в условиях заводской застройки. Экипажная часть локомотива позаимствована у серийно выпускаемого тепловоза ТЭМ9.

Силовая установка

Их у ТЭМ10 две - это двухдизельный тепловоз. Точнее, конфигурация ТЭМ10 включает два силовых модуля, каждый из которых содержит дизель, тяговый электромашинный агрегат АТ-428 и систему выхлопа / очистки воздуха.

Поскольку тип дизеля - это свойство тепловоза, которое клиенты любят конфигурировать, инженеры Синары спроектировали силовые модули на основе дизелей Volvo, Cummins и Тутаевского моторного завода. Volvo и Cummins выбрали потому, что дизели этих марок находят широкое применение в горнодобывающей, строительной и тяжелой автомобильной технике. Поэтому клиент может выбрать марку дизеля из соображений уинфикации силовых агрегатов своего технического парка.

Оба силовых модуля работают на общую нагрузку - четыре тяговых электродвигателя типа ЭД-133.

Тепловоз может работать как в режиме одного двигателя, так и в режиме двух. Схема управления тяговыми электродвигателями исключает перепад мощности при переходе локомотива из одного режима работы в другой "на ходу".

Для охлаждения дизелей используется модуль охлаждения, в котором установлены блочные алюминиевые радиаторы и вентилятор со спрямляющим аппаратом. Для сокращения трубопроводов и упрощения конструкции тепловоза она расположена между силовыми модулями тепловоза.

Кабина

Кабина тепловоза тоже реализована как самостоятельный модуль. В ней установлено два пульта машиниста, что позволяет равноценно управлять движением локомотива в обе стороны. Для обеспечения комфорта машиниста кабина оборудована кондиционером.

Модуль кабины тепловоза ТЭМ10
Модуль кабины тепловоза ТЭМ10

Инженеры ЛТЗ предусмотрели два варианта изготовления тепловоза по габаритам: 1-Т (распространяется на колею 1520 мм.) и 02-ВМ (распространяется на колею 1520 и 1435 мм.). И в первом, и во втором случае используется одна и та же кабина, только для габарита 1-Т она устанавливается на высокую подкабинную раму.

Вид тепловоза спереди, габарит 1-Т
Вид тепловоза спереди, габарит 1-Т

Вид тепловоза спереди, габарит 02-ВМ
Вид тепловоза спереди, габарит 02-ВМ

При исполнении тепловоза по габариту 1-Т кабина высоко возвышается над капотами, что дает машинисту круговой обзор.

Интерьер кабины тепловоза ТЭМ10
Интерьер кабины тепловоза ТЭМ10

Кроме органов управления, в модуле кабины ТЭМ10 установлен микропроцессорная система управления и диагностики.

Микропроцессорная система управления и диагностики

Для управления и контроля систем тепловоза используется микропроцессорная система управления и диагностики МПСУиД, спроектированная на базе микроконтроллеров российского производства с ядром ARM.

МПСУиД записывает в память 3000 параметров, среди которых показатели датчиков, информация о наработке агрегатов. Система хранит телеметрическую информацию за несколько месяцев работы тепловоза. Эти данные доступны для просмотра на дисплеях пульта машиниста или для анализа в специальном программном обеспечении.

Синара-ТМ поставляет программные средства для анализа собранных параметров работы локомотива и выявления нарушений в работе его оборудования. Это позволяет выполнять технологическое обслуживание, предупреждающее выход агрегатов тепловоза из строя.

МПСУиД дает тепловозу ТЭМ10 возможность работать по системе многих единиц с любым другим локомотивом, оборудованным МПСУиД.

Экономия

Идея сделать новый тепловоз экономичным и доступным для широкого круга потребителей оказала существенное влияние на заложенные в него технические решения:
  • использование двухдизельной конфигурации делает работу тепловоза оптимальной в широком диапазоне работ (от легкой маневровой на территории предприятия до вывозной) и дает экономию топлива от 15 до 35%;
  • использование экипажной части серийно выпускаемого ТЭМ9 унифицирует обслуживание и ремонт ходовой части;
  • тяговые электродвигатели типа ЭД-133, используемые на ТЭМ10, имеют широкое распространение и развитую ремонтную базу;
  • инженеры СТМ оптимизировали параметры отбора мощности на вспомогательные нужды тепловоза на б — 10 % и добились коэффициента полезного использования мощности на тягу до 83%;
  • МПСУиД динамически распределяет нагрузку между вспомогательными системами тепловоза, что позволило повысить энергоэффективность локомотива;
  • вспомогательные электрические агрегаты, используемые на ТЭМ10 - асинхронные, поэтому требуют меньше обслуживания и экономичны с точки зрения потребления энергии.

Перспективы

У нового тепловоза уже есть первый заказчик - ООО «СинараПромТранс». Это предприятие входит в состав холдинга СТМ и занимается оказанием транспортных услуг. СТМ планирует на собственном опыте отработать аспекты эксплуатации и обслуживания ТЭМ10, выявить возможные детские болезни тепловоза и убедиться в эффективности заложенных в него технических решений. Т.е. у тепловоза есть все шансы пойти в серию.

Что касается дальнейшего развития идей, реализованных в ТЭМ10, то здесь модульный подход позволяет разыграться фантазии. 

Первое, что приходит в голову - реалзация однодизельного варианта с использованием более мощной дизель-генараторной установки. 

И второй вариант - гибридный локомотив. 

ЛТЗ представил в 2012-м году гибридный маневровый тепловоз ТЭМ9Н, который пока не пошел в серию. Но вариант замены одного силового модуля ТЭМ10 на модуль суперкондесаторов может дать идее гибридного маневрового тепловоза второе дыхание: в случае серийного производства ТЭМ10 унифицированный с ним гибридный локомотив будет доступнее по цене и дешевле в эксплуатации, что сделает его более привлекательным для операторов промжелдортранса.

Но это фантазии. А сейчас хочется пожелать людиновцам, чтобы ТЭМ10 стал такой же яркой легендой промжелдортранса, как его предшественники ТГМ4А и ТГМ6А.

Поделитесь своим мнением


Комментарии