Теоретические основы и методология выбора объемов и технологий модернизации тепловозов по критерию стоимости жизненного цикла тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат наук Бабел Марек

• Бабел Марек
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Бабел Марек

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение..........................................................................................................................5

1. Анализ применения модернизации для обновления парка тепловозов

в Пространстве 1520 и ЕС..................................................................................... 12

1.1. Основные аспекты выбора объектов модернизации локомотивов..............12

1.2. Обновление парка локомотивов в странах СНГ............................................ 17

1.3. Объёмы и глубина модернизации парка локомотивов в странах ЕС........24

1.4. Стратегия решения проблемы модернизации тепловозов, задачи исследования.....................................................................................................36

Выводы.......................................................................................................................37

2. Стратегия определения объёмов модернизации с использованием понятия стоимости жизненного цикла — ЬСС................................................40

2.1. Методика определения объектов модернизации, на основе анализа состояния эксплуатируемого парка и прогнозов объема перевозок.............40

2.2. Методика разработки технических требований к модернизируемым локомотивам......................................................................................................47

2.3. Методология оценки ЬСС тепловозов при вариации компоновок

и конструкционных изменений при модернизации......................................51

2.3.1. Особенности оценки стоимости жизненного цикла для ТПС....................54

2.4. Разработка новых узлов и теоретический анализ процессов, характерных для агрегатов тепловозов при модернизации........................64

2.4.1. Основные положения методики моделирования процесса

управления дизель - генератором на переходных режимах......................65

2.4.2. Разработка математической модели нестационарных процессов комбинированных двигателей с импульсным наддувом.......................................67

2.4.3. Методика расчета показателей работы тепловозных дизель - генераторов

в режимах эксплуатации...................................................................................................76

2.4.4. Методология выбора рациональных скоростных характеристик и временных компонентов ЬСС тепловозных дизель-генераторов..............84

2.5. Методология выбора объёмов модернизации для тепловозов.....................90

Выводы.......................................................................................................................94

3. Результаты применения методологии с понятием ЬСС на примерах выбора и реализации объемов модернизации парка тепловозов польских железных дорог.....................................................................................97

3.1. Анализ модернизации тепловозов польских железных дорог в

период 1994-2000гг.......................................................................................97

3.2. Влияние оптимизации скоростных характеристик и переходных процессов на величины временных составаляющих ЬСС.......................... 107

3.3. Применение конструкторских решений для снижения величины

ЬСС при расширении области тяговых режимов тепловозов................... 118

3.4. Примеры реализации объектов модернизации тепловозов, затрагивающих существенное обновление оборудования........................ 126

3.4.1. Модернизация маневрового тепловоза 8М42 путём замены дизель-генераторной установки, изменения системы управления, улучшения условий работы локомотивной бригады...............................126

3.4.2. Подтверждение достоверности методологии на примере модернизации тепловоза БМ42 путём установки двух дизель -генераторов...................................................................................................139

3.4.3. Модернизация пассажирского тепловоза 8Р32 путём замены дизеля, совершенствования системы управления, улучшения

условий работы локомотивной бригады..................................................148

3.4.4. Модернизация тепловоза 8М42 путём замены дизель -генераторной установки и применения передачи переменного

тока................................................................................................................. 160

3.4.5. Перспективы снижения стоимости жизненного цикла при модернизации тепловозов путем создания модульных дизель -генераторных установок............................................................................ 165

Выводы..................................................................................................................... 172

4. Результаты применения разработанной методологии при

модернизации тепловозов польских железных дорог..........................174

4.1. Результаты эксплуатационных испытаний модернизированных тепловозов........................................................................................................174

4.1.1. Результаты испытаний электронного регулятора частоты

вращения и мощности на тепловозе SM42.............................................. 174

4.1.2. Результаты испытаний модернизированного тепловоза серии SM42

с приводом тяговых двигателейт от аккумуляторной батареи...............175

4.1.3. Результаты испытаний модернизированного тепловоза

серии SM42...................................................................................................178

4.1.4. Результаты испытаний модернизированного двухдизельного тепловоза серии SM42................................................................................185

4.1.5. Результаты испытаний модернизированного тепловоза серии М62...... 187

4.2. Оценка эффективности модернизации тепловозов польских

железных дорог............................................................................................... 189

4.2.1. Результаты анализа LCC модернизации тепловозов серии SM31

при реализации оптимальной характеристики нагружения.................... 190

4.2.2. Результаты анализа LCC модернизации тепловозов серии SM42.......... 196

4.2.3. Результаты анализа LCC модернизации тепловозов серии SM42

с двумя дизель - генераторными установками......................................... 199

4.2.4. Результаты анализа LCC модернизации тепловозов серии SP32...........204

4.2.5. Результаты анализа LCC модернизации тепловозов серии М62............209

4.3. Развитие отдельных отраслей промышленности связанных с выполнением необходимых объёмов модернизации

и подготовка кадров......................................................................................217

Выводы.........................................................................................................................221

Заключение.................................................................................................................224

Список литературы..................................................................................................227

Приложения...............................................................................................................238

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теоретические основы и методология выбора объемов и технологий модернизации тепловозов по критерию стоимости жизненного цикла»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы

В транспортной системе России и Польши железнодорожный транспорт занимает особое место. Именно поэтому подъём производства в отдельные периоды прошлого века непосредственно связан с развитием и работоспособностью железных дорог. В настоящее время в период ожидаемого роста производства роль железных дорог также трудно переоценить. Основной грузооборот на железных дорогах России (85%) осуществляется на электрифицированных линиях, однако вся маневровая и вывозная работа, а также подпитка основных магистралей осуществляется автономным тяговым подвижным составом [1].

Подобная тенденция наблюдается на Польских Железных Дорогах (ПЖД). Грузоперевозки, приходящиеся по электрифицированным путям, составляют около 82%. Однако грузооборот осуществляемый частными компаниями -операторами (около 50% участия в рынке грузовых перевозок) выполняются в основном (более 60%) тепловозной тягой [2]. Работа промышленных и горнодобывающих предприятий также осуществляется автономной тягой. Нельзя забывать и о стратегической безопасности в случае стихийных бедствий и других форс-мажорных обстоятельств.

Эти соображения определяют необходимость внимательного отношения к автономной тяге, к её работоспособности сегодня и в перспективе.

В последние 2-3 года на железнодорожном транспорте России обозначилась тенденция увеличения грузооборота [3,4]. На польских железных дорогах грузооборот с начала 2000-го года не уменьшается с тенденцией небольшого роста [2,5]. Однако обеспечение перевозок по железным дорогам в необходимом объёме остаётся под вопросом ввиду неблагоприятной ситуации с тяговым составом.

Средний возраст тепловозов превышает 30 лет, их плановое обновление не проводилось в течение последних 10-15 лет. Состояние парков подвижного состава характеризуется ухудшением общего технического состояния, снижением

эксплуатационной надёжности и резким ростом эксплуатационных затрат. К тому же постоянно требуется выполнение больших объёмов ремонтных работ, что отвлекает подвижной состав от эксплуатации на железных дорогах и требует дополнительных капиталовложений. Стоимость ремонтов растёт из года в год пропорционально степени физического износа машин. И будет расти дальше, если не принять радикальных мер по оздоровлению ситуации. В конце концов, эксплуатация устаревшей техники перестанет себя оправдывать. Не только с точки зрения затрат на ремонты, но и ввиду того, что эксплуатируемая техника морально устарела и не отвечает требованиям времени.

Мировой опыт показывает, что проблема обновления парка локомотивов может быть решена за счёт поставок нового, так и модернизации эксплуатируемого подвижного состава с продлением срока службы. Сдерживающим фактором на пути быстрого обновления тягового состава по первому варианту является то, что далеко не все железные дороги и частные компании могут позволить себе заменить старые локомотивы новыми.

По мнению автора, альтернативы модернизации на сегодня нет. Однако это решение требует, во-первых, проведения технико-экономического анализа по выбору оптимального варианта модернизации конкретной серии локомотива, а во-вторых, объединения усилий всех заинтересованных сторон. Применение современных технологий в модернизированных локомотивах требует новых подходов к техническому обслуживанию и ремонту, снабжению эксплуатанта материалами и запасными частями. Для работы на обновленной технике нужны качественно иные знания и навыки. В этом смысле модернизация ничем не отличается от перехода на принципиально новую технику. И как всякое техническое перевооружение, требует значительных скоординированных усилий всех участников этого процесса: заказчиков, поставщиков, контрагентов. Это определяет актуальность темы диссертации. Цель диссертационной работы:

- решение научно - прикладной проблемы — «Разработка методологии выбора объемов модернизации автономного тягового подвижного состава по критерию

стоимости жизненного цикла и технологий практической реализации выбранных

объемов в условиях ремонтных предприятий Польши».

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Проведён анализ технического состояния тепловозного парка польских железных дорог (ПЖД) и определены тенденции его обновления.

2. Научно обоснован подход к решению проблемы поддержания парка тепловозов в рабочем состоянии, соответствующем современному уровню и обеспечивающем их экономическую эффективность, путём модернизации.

3. Разработан научный методологический подход к решению обоснованного выбора объемов модернизации конкретных типов тепловозов на основании критерия стоимости жизненного цикла.

4. Проведены систематизация и оценка составляющих жизненного цикла тепловоза в соответствии с условиями его эксплуатации.

5. Разработана методика оценки эффективности модернизации тепловозов с учётом характеристик до и после обновления.

6. Предложено при оценке эффективности и выбора комплектовки оборудования локомотива при модернизации дополнить понятие стоимости жизненного цикла представлением этой величины в виде отношения стоимости к производительности. Показано, что при определении расходов эксплуатации целесообразно величины, зависимые от времени, представить в виде дифференциалов отдельных видов затрат, что позволяет применить в расчетах математическое моделирование процессов, связанных с изменением во времени показателей работы дизеля (расход топлива, накопленные повреждения) и производительности локомотива.

7. Разработаны математические модели расчета показателей работы силовых установок тепловоза в установившихся и переходных процессах с учетом накопленных повреждений в теплонапряженных узлах дизеля и расчёта расходов, связанных с содержанием локомотивов в рабочем состоянии.

8. Для тепловозов польских железных дорог и промышленных предприятий объемы модернизации, для рассматриваемых серий локомотивов, определены

путем варьирования стоимости жизненного цикла в зависимости от варианта комплектации и условий эксплуатации. Объект исследования. Автономный тяговый подвижной состав польских железных дорог.

Предмет исследования. Объекты, объемы и технологии производства модернизации автономного тягового подвижного состава.

Методы исследований. При решении поставленных в диссертационной работе задач принят комплексный метод исследований, включающий в себя анализ и обобщение данных научно-технической литературы, методы статистического анализа эксплуатационных данных, математическое моделирование рабочих процессов в системах локомотивов, имитационное моделирование процессов тяги, экспериментальные методы оценки характеристик локомотивов в процессе эксплуатации после модернизации. Научная новизна.

- в диссертации в отличие от решения задач модернизации отдельных локомотивов впервые решалась проблема модернизации парка локомотивов в совокупности по всей стране, а именно в Польше;

- в отличие от множества примеров оценки эффективности проведенной модернизации с помощью понятия стоимости жизненного цикла (ЬСС) в диссертации это понятие применено как инструмент на стадии выбора объемов модернизации путем расчета ЬСС для различных конструктивных вариантов исполнения локомотива;

впервые предложено расширить понятие жизненного цикла путем представления части составляющих ЬСС в виде дифференциалов по времени. Это позволило применить в вычислениях ЬСС математическое моделирование рабочих процессов в системах локомотивов при выполнении поездной работы;

- в диссертации разработаны математические модели рабочих процессов дизель-генераторов тепловозов, имитирующие переменные во времени режимы работы в эксплуатации. Впервые разработаны математические модели нестационарных процессов дизелей с импульсным газотурбинным наддувом и процессов

накопления повреждений в деталях цилиндропоршневой группы и газовыпускного тракта;

- предложено в случаях существенного изменения при модернизации характеристик локомотива по мощности и тяговым свойствам применять величину стоимости жизненного цикла, отнесенную к производительности локомотива (ЬСС/Рц).

Теоретическая и практическая ценность.

Разработаны методы выбора объема модернизации и реализованы рабочие проекты модернизации основных серий тепловозов польских железных дорог. Разработаны методы и методики оценки эффективности работы тепловозов после модернизации. Разработаны и внедрены предложения по развитию производства на польских предприятиях ряда основных узлов и комплектующего оборудования, применяемых при модернизации тепловозов, таких как тяговые генераторы, тяговые двигатели, компрессоры, электронные регуляторы, статические преобразователи и др. Разработанные методические руководства и программы по новым дисциплинам внедрены в учебный процесс специальностей механического факультета Краковской Политехники. Основные положения, выносимые на защиту:

- модернизация локомотивов не единичное явление, а неизбежный процесс, позволяющий поддерживать парк локомотивов в рабочем состоянии для обеспечения провозной способности железных дорог с наименьшими затратами;

- показано, что разработанный единый подход к выбору объектов и к определению объемов модернизации конкретных локомотивов по предложенной методике с использованием понятия ЬСС не имеет альтернативы и может применяться для различных условий эксплуатации;

- предложение об использовании дифференциалов составляющих стоимости жизненного цикла позволяет применить математическое моделирование рабочих процессов основных узлов локомотива при эксплуатации для определения составляющих жизненного цикла;

- при изменении технических характеристик локомотива в процессе модернизации оценку эффективности необходимо определять с учетом понятия относительной стоимости жизненного цикла (LCC/Pl). Реализация результатов работы.

Разработанная автором методология внедрена в Институте подвижного состава Краковской Политехники в учебном процессе и используется специально созданной лабораторией «Исследование стоимости жизненного цикла» для научного обоснования целесообразности и оценки эффективности модернизации подвижного состава, эксплуатируемого на ПЖД и промышленных предприятиях. Под руководством или с участием автора диссертации в соответствии с разработанной методологией выбраны объемы и проведена оценка эффективности модернизации, разработаны рабочие проекты и технологии модернизации тепловозов серий SM42, SP/SU42, SP32, SM48, М62, которые внедрены на ремонтных заводах А.О. «Newag» и А.О. «Pesa».

Разработанные варианты модернизации тепловозов и технологии их реализации нашли широкое применение на польских железных дорогах. В настоящее время по разработанной методологии модернизировано более 270 ед. локомотивов. Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на конференциях:

- XVIII Международной научной конференции - Подвижной состав железных дорог (Польша, Силезская Политехника, г. Катовице, 2008г.);

- XIX Международной научной конференции - Подвижной состав железных дорог (Польша, Познанская Политехника, г. Познань, 2010г.);

- Научно-технической конференции - «Новые технологии и технические решения для промышленного железнодорожного транспорта» (Польша, г. Порай 2010г.);

- Научном семинаре Института подвижного состава Краковской Политехники «Повышение эффективности работы тепловозов SM31 в эксплуатации» (Польша, г. Краков, 2011г.);

- III Международном форуме - Транспортная наука. Инновационные решения для бизнеса. Объединенный учёный совет ОАО «РЖД» (Россия, г. Щербинка, 2013г.);

- Международном отраслевом форуме - Перспективы локомотивного рынка. Модернизировать или купить новые локомотивы? Железнодорожный Курьер (Польша, г. Варшава, 2014г.);

- Научном семинаре Института подвижного состава Краковской Политехники -«Исследование целесообразности модернизации тепловозов БМ42 с применением асинхронных ТЭД» (Польша, г. Краков, 2014г.);

- XX Международной научной конференции - Подвижной состав железных дорог (Польша, Вроцлавская Политехника, г. Вроцлав, 2014г.);

- на расширенном заседании научно - технического совета отделения «Тяговый подвижной состав» Научно - исследовательского института железнодорожного транспорта (ОАО ВНИИЖТ) (Россия, г. Москва, 2014г.).

Публикации.

Основные научные результаты диссертации изложены в 38 научных статьях, из них 11 в журналах из перечня рецензируемых изданий ВАК РФ. Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложений. Полный объём диссертации составляет 266 страниц, в том числе 226 страницы основного текста, 23 таблицы, 61 рисунок, список использованной литературы включает 117 наименований на 11 страницах, 13 приложений на 29 страницах.

1 Анализ применения модернизации для обновления парка тепловозов

в Пространстве 1520 и ЕС

1.1 Основные аспекты выбора объектов модернизации локомотивов

Локомотивное хозяйство в виду своей специфики является самым крупным потребителем энергоресурсов на железнодорожном транспорте. Только на тягу поездов ежегодно расходуется до 82% электроэнергии от общего её потребления на железнодорожном транспорте РФ и, соответственно, около 85% дизельного топлива [6]. По итогам 2010г. в инвентарном парке ОАО «РЖД» содержалось более 10200 единиц тепловозов, в том числе: около 550 пассажирских; около 3650 грузовых и около 6050 маневровых [7]. При этом (по состоянию на 2010г.) доля магистральных тепловозов с истекшим сроком эксплуатации составляет 20,5%, маневровых тепловозов — 44,4%, что непосредственно сказывается на эффективности выполнения перевозочной работы [4].

Быстрое старение локомотивного парка на фоне роста грузо - и пассажирооборота выдвигает перед железнодорожным транспортом проблему на первый план обновления локомотивного парка. Закупки новых локомотивов ОАО «РЖД» по инвестиционной программе 2012г. реализует в объёме, недостаточном для компенсации износа парка. По оценкам ОАО «РЖД», расчётная ежегодная закупка до 2015г. должна составлять не мене 725 локомотивов. В 2014г. ОАО «РЖД» планирует закупить 629 единиц ТПС, из них 352 электровоза и 277 тепловозов [8]. В связи с ограниченными возможностями ОАО «РЖД» по закупкам новых локомотивов ключевым инструментом поддержания технического состояния парка является проведение комплексных мероприятий по капитальному ремонту с продлением срока эксплуатации локомотивов, а также разработка модернизированных моделей на базе серийных тепловозов [8].

Всё большую остроту приобретает и проблема износа парка локомотивов промышленного железнодорожного транспорта, работающего на путях грузоотправителей - компаний горнодобывающей, металлургической,

нефтегазовой, химической и других отраслей промышленности. У этих компаний возникла также острая необходимость обновления тепловозного парка.

Подобная тенденция по состоянию локомотивного парка наблюдается и в других железнодорожных администрациях. Так, на Украине при общем износе производственных фондов железных дорог на уровне 80% тяговой состав устарел в наибольшей степени. Его износ оценивается в 92% [9]. Средний технический износ локомотивов Белоруской железной дороги составляет более 50%. Инвентарный парк Национальной железнодорожной компании «Казахстан темир жолы» (КТЖ) имеет степень износа по сроку службы в пределах 70%. В общем, средний уровень технического износа локомотивов железнодорожных администраций «Пространства 1520» превысил 60% [9].

В рамках программы обновления локомотивного парка на вышеуказанных железных дорогах наряду с поступлением новых локомотивов, распространение получила практика модернизации тепловозов с целью продления срока их службы и улучшения технико-эксплуатационных характеристик [10, 11].

Средний возраст тепловозов в Европейском союзе превышает 30 лет. Однако в эксплуатации находится много тепловозов в возрасте свыше 45 лет (Бельгия -18%, Франция - 15%, Швейцария - 22%), см. таблица 1.1 [12]. Эксплуатация тепловозов указанного возраста даёт право предполагать, что кузова, рамы тележек и другие узлы ходовой части имеют достаточный остаточный ресурс. Стендовые ресурсные испытания, а также расчёты остаточной прочности названных узлов подтверждают это предположение и позволяют продлить срок службы тепловоза после проведения капитального ремонта или модернизации на 15- 20 лет [13,14,18, 30].

В инвентарном парке Польских железных дорог (РКР), промышленных предприятий и частных операторов по итогам 2013 года содержится свыше 2370 тепловозов, в том числе в собственности основного оператора — ОАО Cargo ПЖД, находится свыше 1400 единиц. Общая характеристика тепловозного парка ПЖД представлена в таблице 1.2. Из указанных данных следует, что средний возраст

Таблица 1.1

Возраст тепловозов в странах Европейского союза

Страна Измеритель < 1960г. 19601969гг. 19701979гг. 19801989гг. >1990 Вместе

Австрия ед. 3 179 157 1 59 399

% 1 45 39 0 15

Бельгия ед. 99 341 90 0 0 536

% 18 65 17 0 0

Испания ед. 12 141 95 76 135 459

% 3 31 21 17 29

Франция ед. 441 1478 617 302 134 2972

% 15 50 21 10

Швейцария ед. 143 201 0 109 185 638

% 22 32 0 17 29

Чехия ед. 13 356 771 350 77 1567

% 1 23 49 22 5

тепловозов превышает 35 лет. В структуре парка тепловозов 64% приходится на маневровые и маневрово-вывозные локомотивы - ПЖД и 86% - частные компании - операторы. Естественное старение, отсутствие производителей оригинальных запасных частей (турбокомпрессоры, объединённые регуляторы дизелей, поршни, коленчатые и кулачковые валы) и, соответственно, низкое качество ремонта привели к существенному ухудшению состояния парка. Некоторый период времени за счёт разоборудования части невостребованного парка локомотивов и начала программы модернизации удавалось обеспечить работоспособность эксплуатируемого парка, однако сегодня эти ресурсы практически исчерпываются. По оценкам автора средний уровень технического износа маневровых и магистральных тепловозов превысил 80%. Такое техническое состояние тепловозного парка Польши является

неудовлетворительным и не отвечает потребности рынка. Если учесть, во-первых, что в настоящее время отсутствуют в стране производители новых моделей тепловозов и во-вторых, что цена за один локомотив высокая и превышает 2,5 млн. евро, альтернативы модернизации на сегодня нет. Именно такой подход был принят в Инвестиционной программе польских железных дорог «Закупки и модернизация тягового подвижного состава 1999 -2010гг.» [2,15].

В результате либерализации ПЖД на железнодорожной сети появились многочисленные компании — операторы. В настоящее время их участие в рынке грузоперевозок составляет около 50% с тенденцией роста. Тепловозный парк этих компаний, а также промышленных предприятий насчитывает свыше 950 единиц (таблица 1.2). В связи с моральным и физическим износом этого парка частные операторы принимают усилия для сохранения конкурентоспособности на рынке перевозок путём обновления своего локомотивного парка. Однако в большинстве случаев из-за отсутствия средств на приобретение новых тепловозов решением этой проблемы является исключительно модернизация имеющегося парка локомотивов.

С целью избежания завершения процесса модернизации после реализации нескольких единиц, компании - операторы заинтересованы получением от исполнителей этого мероприятия предложений с определением целесообразных объёмов модернизации для своих серийных локомотивов учитывающих, в том числе, вид выполняемой ними эксплуатационной деятельности.

Вопросам выбора объёмов и технологий модернизации тепловозов уже более десяти лет уделяется большое внимание. Значительный вклад в решение названной проблемы, как в теоретическом, так и практическом плане, внесли и вносят учёные и специалисты ВНИИЖТ, ВНИКТИ, МГУПС (МИИТ), ПГУПС (ЛИИЖТ), ОГУПС, СамГУПС, ХИИТ, Институтов подвижного состава (IPSz РК) г. Краков, и (IPS Tabor) г. Познань, научно-технического центра железнодорожного транспорта (CNTK) г. Варшава, Польша, Института транспорта г. Острава, Чехия и ряда других научных организаций.

Таблица 1.2

Характеристика тепловозного парка польских железных дорог

Серия тепловоза Производитель Род службы Осевая формула Год выпуска / поставки Тип передачи Мощность по дизелю, кВт Кол-во eduHuij

ПЖД частные операторы

SM30 Польша маневровый 2о - 2о 1957-1970 электрическая 260 40 40

SM42 Польша маневровый 2о - 2о 1968-1990 электрическая 590 730 240

SP42 Польша пассажирский 2о-2о 1968-1978 электрическая 590 45

SM31 Польша маневровый Зо- Зо 1976-1985 электрическая 880 94 70

SP32 Румыния пассажирский 2о-2о 1985-1991 электрическая 960 30

Т448 (ЧМЭ2) Чехия маневровый 2о — 2о 1973-1989 электрическая 880 110

S200 (ЧМЭЗ) Чехия маневровый Зо - Зо 1967-1969 электрическая 990 130

SM48 (ТЭМ2) Россия маневровый Зо-Зо 1976-1988 электрическая 880 110 200

ST43 Румыния грузовой Зо - Зо 1965-1978 электрическая 1540 128 76

ST44 (М62) Украина грузовой Зо - Зо 1967-1982 электрическая 1470 90 85

SU45 Польша универсальный Зо-Зо 1970-1976 электрическая 1250 110

SU46 Польша универсальный Зо-Зо 1974-1977 электрическая 1650 35

BR 232 (ТЭ109) Украина грузовой Зо-Зо 1972 электрическая 2200 15

Примечание. 1) По состоянию на конец 2013г.

Определённый теоретический и практический вклад в решение проблемы модернизации ТПС вносят специалисты компаний и заводов, занимающихся разработкой и производством комплектующих, а также модернизацией ПС. Представляют интерес разработки ОАО ХК «Коломенский Завод», ОАО «ППП Дизельавтоматика», CKD Прага, CZ Loco, Lokel (Чехия), NES (Словакия), Newag, Pesa (Польша), ремонтных заводов (депо) России, Украины, Германии, Франции, Литвы и других стран.

В работах Коссова Е.Е. [1,16,17], Коссова B.C., Нестерова Э.И. [18,19], Вульфова А.Б. [20], Шантаренко С.Г. (ОГУПС), Носырева Д.Я. (СамГУПС), Грищенко A.B. (ЛИИЖТ), Балабина В.Н. (МГУПС) [68], Тартаковского Э.Д. [76 ], Павлова Л.Н. [70,71], Babel M. [21,22,23, 47,48], Marciniak Z. [24,25,26], Tulecki A. [28], Müller J. [29,30], Skala В., Winkler F. [10,31,68], Bacher W. [38], , Rendler К, Noak T. [36], Сычёва В.A. [32], компании Frost&Sullivan [27], и других, представлены результаты проработок теоретических и практических вопросов, связанных с выбором объёмов и технологий, а также способов технико-экономической оценки эффективности модернизации локомотивов.

1.2 Обновление парка локомотивов в странах СНГ

Суммируя многолетний и разнообразный опыт модернизации тепловозов на пространстве колеи 1520мм, можно выделить три основных направления. Во-первых, это реконструкция тепловозов типа М62 (2М62), 2ТЭ10 и 2ТЭ116 с установкой новых дизелей Коломенского завода [18,19,20,33,34]. Данная технология нашла применение в России, Белоруссии, Узбекистане и Литве. Во-вторых, получил распространение проект фирмы CZ Loco (Чехия) по использованию дизелей фирмы Caterpillar для тепловозов ЧМЭЗ [31,35]. Такой опыт имеется на Украине, в Белоруссии, Литве и Латвии. В-третьих, самостоятельным направлением обновления парка дизельных локомотивов стала установка новых модулей фирмы General Electric (GE) [35]. Именно по этому пути пошли в Казахстане, Монголии и на Украине (тепловозы предназначены для эксплуатации на железных дорогах Якутии).

Наибольшее количество модернизированных тепловозов приходится на тепловозы типа 2ТЭ10М и 2М62 с заменой серийных дизелей 1 ОД 100 и 14Д40 на дизели Д49 - 12ЧН26/26 и 16ЧН26/26, соответственно. При модернизации остались без изменения тяговый генератор постоянного тока, электрические аппараты и вспомогательное оборудование. В связи с использованием нового дизеля изменяется схема водяной, масляной и топливной систем, а также воздухоснабжения. Кроме дизеля на тепловозах 2ТЭ10 устанавливают универсальную автоматическую систему управления тепловозом (УСТА), электронный регулятор ЭРЧМ30Т, систему регулирования температуры теплоносителей, меняют валы и муфты приводов вспомогательного оборудования. Установка нового дизеля с номинальной частотой вращения вала дизель-генератора 850 об/мин позволяет снизить количество отказов по дизелю и получить экономию топлива. По данным железных дорог реальная экономия топлива составляет 8 ... 10% [1]. По оценкам специалистов модернизация тепловозов типа 2М62 позволяет продлить срок службы локомотивов примерно на 12-15 лет и на 20% сократить эксплуатационные расходы за счёт уменьшения в 1,5 раза расхода масла и снижения расхода топлива на холостом ходу в 1,6 раза [11]. Межремонтные пробеги по дизелю до первой переборки и капитального ремонта увеличились для тепловозов 2М62 и 2ТЭ10В с 200 и 800 тыс. до 300 и 1500 тыс. км., соответственно. Улучшились экологические показатели локомотивов (шумность на 5%, токсичность на 46%, дымность отработавших газов на 13%).

Оценка эффективности модернизации проводилась по общепринятым методам технико-экономических расчетов. Срок окупаемости проведенной модернизации составляет около 2,5 и 2 года для тепловозов 2М62 и 2ТЭ10, соответственно.

Таким образом, выполненная модернизация обеспечивает тепловозам современные технико-экономические показатели, в том числе снижение расходов на тягу поездов и затрат труда на осуществление ТО и TP локомотивов. Модернизация тепловозов, как таковая, создается внедрением рациональных

норм периодических ТО и ТР тепловозов 2ТЭ10 с дизелем Д49, обеспечивающих снижение нормативных затрат труда для выполнения ТО и ТР на 42,2%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бабел Марек, 2014 год

Список литературы

1. Коссов, Е.Е. Состояние и перспективы обновления подвижного состава / Е.Е. Коссов // Тяжелое машиностроение. - 2004. - № 11. - С. 8-12.

2. Biala ksi?ga: Kolej na dzialania - тара problemöw polskiego kolejnictwa [Электронный ресурс]. - Warszawa, Krakow. - 2013. - Режим доступа: http://www.rynek-kolejowy.pl/BialaKsiega 2013.pdf.

3. Производство и парк локомотивов России и стран СНГ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www.aup.ru/news/2010/1 l/16/4402.html.

4. Состояние тягового состава в России: Обновление парка продолжается [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.altana-capital.com/docs /Daily/LTPL_06072011 .pdf.

5. Wzrasta przewoz towaröw kolej^ [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.kurierkolejowy.eu/aktualnosci/17250/Wzrasta-przewoz-towarow-koleja.

6. Кобзев, С.А. Пути повышения энергоэффективности тягового подвижного состава / С.А. Кобзев // Железнодорожный транспорт. - 2004. - № 8. - С. 41-44.

7. Характеристика парка подвижного состава. Локомотивы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://rzd.ru./static/pubНе/rzd 2010.

8. РЖД Инвесторам [Электронный ресурс]. - 2014. - Режим доступа: http://ir.rzd.ru/news/public/ru?STRUCTURE_ID= 45&layer_id =3328&id=83526.

9. Состяние парка локомотивов «Пространства-1520» дошло до критической черты [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tdrzd.ru/press_centre/ branch_news.

10. Павлюченко, С.Н. Второе рождение тепловоза / С.Н. Павлюченко, Ф. Винклер //Локомотив - информ. - 2006. - № 1. - С. 42-44.

11. Ильин, Ю. Модернизировать или купить? [Электронный ресурс] / Ю. Ильин. - Режим доступа: http://www.indpg.ru/transport/2011/10/49423.html.

12. Raczynski, J. Problemy modernizaeji i restrukturyzaeji parku taborowego trakcyjnego w Europie i Polsce / J. Raczynski // Technika transportu szynowego. -2004. -№ 12.-C. 15-21.

13. Зайниддинов, Н.С. Оценка остаточного ресурса рам тележек тепловозов: автореф. дне. ... канд. тех. наук: 05.22.07 / Зайниддинов Нуриддин Савранбек угли. - Санкт - Петербург, 2010. - 24 с.

14. Farbaniec, L. Algorytm analizy numerycznej trwalosci zm^czeniowej dla modernizowanych pojazdów szynowych / L. Farbaniec, M. Mrzyglód // Problemy eksploatacji. - 2009. № 1.- C. 59-65.

15. Informacje o zamierzeniach PKP w zakresie zakupów i modernizaeji taboru kolejowego w latach 1999 - 2010 zawartych w „Polityce Taborowej PKP". - Krakow: Dyrekcja trakeji i zaplecza warsztatowego, 1998. - 23 c.

16. Коссов, E. E. Модернизированный пассажирский тепловоз ТЭ10 / Е.Е. Коссов, В.К. Клевакин // Локомотив. - 1997. - № 3. . С. 25-28.

17. Бабел, М. Анализ стоимости жизненного цикла (LCC) при оценке эффективности подвижного состава / М. Бабел, М. Шкода, Е.Е. Коссов //Вестник ВНИИЖТ. -2013. - № 6. - С. 55 - 60.

18. Коссов, B.C. Оздоровление эксплуатационного парка магистральных тепловозов / B.C. Коссов // Железнодорожный транспорт. - 2002. - № 11. -С. 23-27.

19. Коссов, B.C. Тепловоз 2ТЭ116: комплексная модернизация / B.C. Коссов, JI.M. Бондаренко, Э.И. Нестеров // Локомотив. - 2004. - № 6. - С. 26-30.

20. Вульфов, А.Б. Тепловозам 2ТЭ1 ОМ, ТЭ10У - новые дизели Коломенского завода / А.Б. Вульфов, Р.В. Носиков // Локомотив. - 2005. - № 1. - С. 26-27.

21. Babel, М. Analiza dotychczasowych propozycji modernizaeji manewrowych lokomotyw spalinowych: «Opracowanie koncepcji modernizaeji manewrowych lokomotyw spalinowych eksploatowanych na PKP w aspekcie techniczno -ekonomicznym» / M. Babel. - Poznañ: Politechnika Poznañska, 1996. - C. 108-121.

22. Бабел, M. Модернизация маневрового тепловоза SM42 / M. Бабел, А. Тулэцки // Наука и Техника Транспорта. - 2014. - № 1. - С. 79 - 87.

23. Modernizacja lokomotywy spalinowej serii SP32. Studium wykonalnosci: отчет о НИР / М. Babel, A. Tulecki, М. Szkoda. - Krakow: Instytut pojazdów szynowych PK, 2008. - № NB-4. - 88c.

24. Marciniak, Z. Kierunki modernizacji spalinowych lokomotyw manewrowych / Z. Marciniak, J. Sobas // Technika transportu szynowego. - 1996. -№ 10. - C. 28-37.

25. Marciniak, Z. Modernizacja spalinowych lokomotyw serii TEM2 // Z. Marciniak, A. Sienicki // Technika transportu szynowego. - 2004. - № 10. - C. 44-48.

26. Marciniak, Z. Doposazenie, remotoryzacja oraz modernizacja liniowych lokomotyw spalinowych w PESA Bydgoszcz S.A./ Z. Marciniak // Technika transportu szynowego. - 2009. - № 4-5. - C. 23-37.

27. Перспективы рынка дизельного подвижного состава в Европе // Железные дороги мира. - 2012. - № 1. - С. 38-42.

28. Tulecki, А. Modele decyzyjne w odnowie parku spalinowych pojazdöw trakcyjnych / A. Tulecki // Technika transportu szynowego. - 2005. - № 9. - C. 69-73.

29. Müller, J. Pojazdy szynowe z dwoma silnikami spalinowymi eksploatowane w Republice Czeskiej / J. Müller // Technika transportu szynowego.- 1997.- № 2.- C. 8-12.

30. Müller, J. Modernizacja spalinowych lokomotyw przemyslowych i manewrowych / J. Müller // Technika transportu szynowego. - 1998. - № 12. - C. 22-29.

31. Скала, Б. Модернизация ЧМЭЗ - новые возможности / Б. Скала, Ф. Винклер // Локомотив - информ. - 2006. - № 6. - С. 20-25.

32. Сычёв, В.А. Экономический анализ видов локомотивной тяги. Анализ и недостатки исследований эффективности локомотивной тяги [Электорнный ресурс]. - 2011. - Режим доступа: http://railway-publish.com/ upload/ site 1 / flies/ sychev_analiz_effectivity.pdf.

33. Коссов, B.C. Модернизация тепловозов типа 2М62 и 2ТЭ10В (М. У) / B.C. Коссов, Э.И. Нестеров // Локомотив. -1999. - № 5. - С. 11-14.

34. Рыжов, В.А. Об эффективности модернизации тепловозов 2ТЭ10/ В.А. Рыжов, Э.П. Вольский // Локомотив. - 2005. - № 3. - С. 33-34.

35. Иоффе, А.Г. Полтавский ТРЗ: модернизация тепловозов / А.Г. Иоффе // Локомотив. - 2008. - № 4. - С. 16-19.

36. Рендлер, К. Внедрение комплексной модернизации на тепловозах 2ТЭ116 Укрзализныци на основании опытва Немецкой железной дороги / К. Рендлер, Т. Ноак, А. Рудаков // Локомотив- информ. - 2010. - № 6. - С. 49-58.

37. Модернизация на середине пути [Электронный ресурс] // Гудок. — 2007. -Режим доступа: http://is.park.ru/ doc.jsp?urn=T 1349001.

38. Bacher, W. Modernisierung der Baureihe V200.1/ W. Bacher, D. Krüger // Der Eisenbahn Ingenieur. - 2005. - № 3. - C. 38-40.

39. Power restoration for 398 locomotives of 290/294 sériés [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www voith.com/press/238522.htm.

40. Fit für die nächsten 16 Jahre - DB - Instandhaltungswerk Cottbus modernisierte 400 Rangierlokomotiven [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www. eib-t.de/daten/360/inhalt360p.htm.

41. Модернизация тепловозов // Железные дороги мира. - 2005. - № 12. -С. 53-57.

42. Ремоторизация магистральных тепловозов // Железные дороги мира. -2006. - № 5. - С. 43-50.

43. MTU remotorisiert Green Cargo-T44-Loks. Auf der gruenen Schiene [Электронный ресурс] // MTU Report. - 2009. - № 2. - C. 36-39. - Режим доступа: http://www.mtu-online.com/.

44. Skala, В. Motorové lokomotivy z CMKS / B. Skala // Zeleznicni Magazin. -2006.-№8.- C. 13-15.

45. Bittner, J. Czech & Slovak Locomotives / J. Bittner, J. Krenek, B. Skala,

V

M. Sramek. - Bohemia: Gradis s.r.o., 2004. - 336c.

46. Бабел, M. Модернизация тепловозов серии М62 с учётом критерия стоимости жизненного цикла / М. Бабел, М. Шкода // Вестник Транспорта Поволжья.-2014.-№ 1(43).-С. 13-18.

47. Бабел, М. Повышение эффективности работы дизелей тепловозов серии SM31 /М. Бабел, Е.Е. Коссов // Вестник Транспорта Поволжья. -2012. -№6(36).-С. 14-17.

48. Коссов, Е.Е. Микропроцессорная система регулирования дизель-генератора / Е.Е. Коссов, A.C. Нестрахов, И.П. Аникиев // Локомотив. - 2002. -№ 12.-48 с.

49. Marciniak, Z. Dotychczasowe projekty modernizacji lokomotyw spalinowych w Polsce / Z. Marciniak // Technika Transportu Szynowego. - 2005. - № 9. - C. 29-42.

50. Marciniak, Z. Modernizacja lokomotywy spalinowej typu M62 w oparciu о silnik 12CN 26/26 - konstrukcja i wyniki badan / Z. Marciniak // Technika Transportu Szynowego. - 2007. - № 1-2. - C. 64-77.

51. Marciniak, Z. Nowe oraz zmodernizowane uklady i zespoly w modernizowanej lokomotywie spalinowej typu 303D serii SU46 / Z. Marciniak, P. Michalak // Pojazdy Szynowe. - 2012. - № 1. - C. 20-25.

52. Stokowy, B. Modernizacja lokomotywy spalinowej S200 / B. Stokowy // Technika Transportu Szynowego. - 1996. - № 10. - C. 21-23.

53. Stokowy, B. Modernizacja lokomotywy manewrowej 6D/SM42/ B. Stokowy // Technika Transportu Szynowego. - 1999. - № 11. - C. 22-26.

54. Smolana, A. Koncepcja i realizacja modernizacji lokomotywy ST44 / A. Smolana, W. Dylgg // Technika Transportu Szynowego. - 2005. - № 9. - C. 9-12.

55. Kowalski, S. Lokomotywa 311D - sposob na modernizacja lokomotywy M62/ST44 / S. Kowalski, W Szewczyk // Technika Transportu Szynowego. - 2008. -№ 3. - C. 22-25.

56. Gorowski, M. Przebudowa SM48 do typu 15D / 16D (TEM2) / M. Gorowski // Rynek Kolejowy. - 2013. - № 11. - C. 62-63.

57. Луков, H.M. Автоматическая комбинированная микропроцессорная система регулирования температуры топлива для дизелей локомотива / Н.М. Луков, М. Бабел // Глобальный научный потенциал. - 2014. - № 2(35). -С.60-64.

58. Przewozy towarowe [Электронный ресурс] // Urzqd Transportu Kolejowego. - 2013. - Режим доступа: http://www.utk.gov.pl/analizy-i-monitoring/statystyka -roczna.

59. Kwasikowski, J. Transport kolejowy a system logistyczny Polski / J. Kwasikowski, G. Gramza, M. Medwid // Prace naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport. - 2010. - № 76. - C. 77-92.

60. Bolewski, S. Lokomotywy spalinowe serii SM42 / S. Bolewski, E. Kowalczyk. - Warszawa: WKiL, 1974. - 344 c.

61. Wçclewski, S. Lokomotywy spalinowe serii SM31 / S. Wçclewski. -Warszawa: WKiL, 1993. - 151 c.

62. Pi^tek, S. Lokomotywy spalinowe serii SP45 i SU46 / S. Pi^tek, S. Wçclewski, J. Zalopa. - Warszawa: WKiL, 1989. - 440 c.

63. Gronowicz, J. Lokomotywy spalinowe serii ST43 / J. Gronowicz, J. Obremski. - Warszawa: WKiL, 1975. - 387 c.

64. Domanski , E. Lokomotywy spalinowe serii ST44 / E. Domanski, Z. Ozôg. -Warszawa: WKiL, 1997. - 432 c.

65. Wolfram, T. Wspôlczesne lokomotywy spalinowe / T. Wolfram // Technika Transporta Szynowego. - 2004. - № 7-8. - C. 19-31.

66. DE 12/DE 18: Four-axle diesel-electric locomotives for freight haulage [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://vossloh-cis.com/en/ transportation/ locomotives/diesel_electric_locomotives/de 12_de 18/de 12_de 18 .html

67. Babel, M. Modernizacja spalinowej lokomotywy serii SM31 / M. Babel, B. Szachniewicz // Technika Transporta Szynowego. - 2012. - № 4. - C. 44-47.

68. Балабин, В. H. Принципы модульности в проектировании современных автономных локомотивов / В. Н. Балабин, Ф. Винклер // Наука и Транспорт. -2012. -№3. - С. 22-24.

69. Салащенко, О. Е. Европейские нормы токсичности - двигатель прогресса / О. Е. Салащенко //Локомотив - информ. - 2013. - № 2. - С. 51-53.

70. Павлов, Л.Н. Оценка стоимости жизненного цикла железнодорожной техники / Л. Н. Павлов, Ю.И. Соколов, Н.Е. Вавилов // Экономика железнодорожного транспорта. - 2006. - №11. - С. 15-19.

71. Павлов, JI.H. Концепция стоимости жизненного цикла как инструмент воздействия поставщиков и потребителей в условиях рыночной экономики в Европе / JI.H. Павлов // Железнодорожный транспорт. - 2006. - № 9. - С. 75-77.

72. Осяев, А.Т. Жизненный цикл локомотива и его стоимость / А.Т. Осяев, А.Б. Подшивалов // Локомотив. - 2006. - № 7. - С. 37-38.

73. Каспаров, В.Б. Методические принципы оценки конкурентоспособности локомотивов различного исполнения / В.Б. Каспаров, А.Т. Осяев, А.Б. Подшивалов // Вестник ВНИИЖТ. - 2007. - № 6. - С. 23-25.

74. Wolfram, Т. Koszt cyklu zycia pojazdu szynowego / Т. Wolfram // Technika transports szynowego. - 1999. - № 4. - C. 45-47.

75. Расчёт расходов LCC подвижного состава // Железные дороги мира. -2005. -№ 10.-С. 45-46.

76. Методы оценки жизненного цикла тягового подвижного состава железных дорог: монография / Э.Д. Тартаковский, С.Г. Грищенко, Ю.Е. Калабухин, А.П. Фалендыш; под ред. Э.Д. Тартаковского. - Луганск: Изд-во Ноулидж, 2011. - 174с.

77. О Методике определения стоимости жизненного цикла и лимитной цены подвижного состава и сложных технических систем ж. д. т. // Распоряжение ОАО «РЖД» от 27.12.2007 №2459р. - М. - 23с.

78. Alfter, R. Low-cost und Life-cycle-cost. Minimierung beim RegioSprinter / R.Alfter//Der Eisenbahn Enginieur. - 1999. - №11. - C. 60-65.

79. Сравнение затрат жизненного цикла на примере тепловозов серий BR232 и ER20 // Железные дороги мира. - 2008. - № 11. - С. 67-71.

80. Oprzqdkiewicz, J. Wspomaganie komputerowe w niezawodnosci maszyn / J. Oprzqdkiewicz. Warszawa: WNT, 1993. - 219c.

81. CATLOC Software for Cost/Profit Analysis&Life Cycle Costing, Systecon AB

URL [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www. systecon.se/case /file_

downloads/.

82. Aktualizacja Studium techniczno-ekonomicznego odnowy parku pojazdów trakcyjnych eksploatowanych przez PKP Cargo S.A. Etap IV. Modernizacja manewrowej lokomotywy spalinowej serii SM42: отчет о НИР / A.Tutecki, M. Szkoda, M. Babel. - Krakow: Instytut pojazdów szynowych PK, 2008. - № NB-15. -39c.

83. Modernizacja lokomotyw spalinowych serii ST44 i SP45 do obslugi krajowych przewozów towarowych: отчет о НИР / A. Tulecki M. Szkoda, M. Babel. -Krakow: Instytut pojazdów szynowych PK, 2007.-№ EU-1624. - 103c.

84. Бабел, M. Выбор объёма модернизации пассажирского тепловоза SP32 по критерию стоимости жизненного цикла / М. Бабел, М. Шкода // Вестник СамГУПС. - 2014. - № 1(23). - С. 73-78.

85. Studium techniczno-ekonomiczne modernizacji lokomotywy spalinowej serii SM42 w wariancie dwusilnikowym: отчет о НИР / M. Babel, М. Szkoda, A. Tulecki. -Krakow: Instytut pojazdów szynowych PK, 2009. - № NB-15. - 49c.

86. Ocena efektywnosci modernizacji lokomotyw spalinowych serii ST44 (M62) w oparciu o biezqce dane eksploatacyjne: отчет о НИР / A. Tulecki, M. Szkoda. -Krakow: Instytut pojazdów szynowych PK, 2010. - № M8/14. - 38c.

87. Коссов, E.E. Оптимизация режимов работы тепловозных дизель - генераторов / Е.Е. Коссов, С.И. Сухопаров. - М.: Труды ВНИИЖТ. Интекст, 1999.- 184 с.

88. Коссов, Е.Е. Совершенствование качества переходного процесса при смене режима работы дизель-генератора тепловоза / Е.Е. Коссов, В.В. Фурман // Вестник ВНИИЖТ. - 2012. - № 2. - С. 27-30.

89. Babel, М. Zwi^kszenie efektywnosci pracy lokomotyw spalinowych w eksploatacji na drodze optymalizacji warunków pracy silnika wysokopr^znego z wykorzystaniem elektronicznego regulatora obrotów i mocy / M. Babel, E. Kossov. — Poznan: Politechnika Poznañska. I Sympozjum Naukowe. Automatyzacja pracy silników wysokopr^znych, 1992. - C. 69-78.

90. Когаев, В.П Расчёты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: справочник /В.П. Когаев, H.A. Махужов, А.П. Гусенков. - . М.: Машиностроение, 1985. - 224 с.

91. Луков, Н.М. Методика расчета статических характеристик и параметров энергетической установки локомотива как объекта регулирования частоты вращения вала / Н.М. Луков, М. Бабел // Инновации и инвестиции. - 2014. - № 1. - С. 194-196.

92. Бабел, М. Тепловоз серии SM42 с аккумуляторным приводом тяговых электродвигателей / М. Бабел, Г. Жепеевски // Наука и Техника Транспорта. -2013. -№3. -С. 63-69.

93. Stradomski, M. Koncepcja uniwersalnej lokomotywy spalinowej о optymalnym jednostkowym zuzyciu paliwa / M. Stradomski, A. Szymanski // Technika transportu szynowego. - 1996. - № 10. - C. 38-43.

94. Foesel, U. Vectron DE Siemensa - oszczçdna lokomotywa spalinowa dopelnia paletç serii Vectron / U. Foesel // Rynek kolejowy. - 2013. - № 11. - C. 64-65.

95. Terczynski, P. Dwusilnikowa lokomotywa SM42 typu 6Dk / P. Terczynski // Swiatkolei. -2012. -№2. - C. 12-15.

96. Silniki i generatory trakcyjne [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.emit-motor.com.pl/produkty.

97. Bilinski, J. Nowoczesny asynchroniczny napçd z hamowaniem odzyskowym produkcji Medcom do zmodernizowanych elektrycznych zespolow trakcyjnych serii EN57AKL / J. Bilinski, S. Buta, E. Gmurczyk, J. Kaska //Technika transportu szynowego. - 2012. - № 4. - C. 20-25.

98. Rzepiejewski, H. Badania eksploatacyjne bateryjnego ukladu napçdowego: отчет о НИР / H. Rzepiejewski, J. Sikorski. - Warszawa: Praca CNTK, 1999/2000. -№4141/21.-20 c.

99. Opinia jednostki badawczej upowaznionej do przeprowadzania badan koniecznych do uzyskania swiadectwa dopuszczenia do eksploatacji. Lokomotywa spalinowa manewrowa typu 6Dg (SM42): отчет о НИР / A. Tulecki, M. Michnej. - Krakow: Instytut pojazdow szynowych PK, 2007. - 21 с.

100. Opinia jednostki badawczej upowaznionej do przeprowadzania badañ koniecznych do uzyskania swiadectwa dopuszczenia do eksploatacji. Lokomotywa spalinowa manewrovva typu 6Dg - 04 (SM42 - 1201). Badania i analizy uzupeiniajqce: отчет о НИР / A. Tutecki, M. Michnej, М. Babel. - Krakow: Instytut pojazdów szynowych PK, 2007. - 33c.

101. Предложение по комплексной модернизации магистральных тепловозов типа М62 // ОАО «Коломенсвкий Завод». - Коломна, 2005. - 56с.

102. Electric Traction Product Catalog 2012 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://medcom.com.pl/main/produkty_trakcja_kolejowa.php.

103. Преобразователи [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www. enika.pl/tresc/23/.

104. Spr^zarki día kolei [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www. airpol.com.pl/site.php/pl/products/118/Spr$zarki%20dla%20kolei.

105. Okna boczne do pojazdów szynowych [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://rawag.pl/index.php/pl/nasze-produkty-82/okna-boczne-do-pojazdow-szynowych.

106. Стекла для рельсового транспорта [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.nordglass.pl/ru/,с 11/,a32.html.

107. Railway industry and motorization [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tworzywamielec.pl/oferta/railway-industry-and-motorization.html.

108. Produkty día pojazdów szynowych [Электронный ресурс]. - Режим flocTyna:http://www.knorr-bremse.pl/pl/railvehicles/ products/productintroduction_ railvehicles.jsp.

109. Zespoly pneumatyczne steruj^ce [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tabor.com.pl/produkcja/kontener-systemu-pneumatycznego-lokomotywy-ze-sterowaniem-mikroprocesorowym/.

110. Silniki Loco [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www. eneria.pl/polski/produkty/silniki/silniki-loco.html.

111. Zarzqdzanie i Inzynieria Produkcji. Przedmioty specjalnosciowe [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://newsyllabus.pk.edu.pl/plan/show/ html.pk?id=1203.

112. Inzynieria Wzornictwa Przemyslowego. Budowa pojazdów szynowych [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://newsyllabus.pk.edu.pl/plan/ show/ html.pk?id=1220.

113. Infrastruktura hamuje zakupy. Modemizowac czy kupic nowe lokomotywy? // Kurier kolejowy. - 2014. - № 3/3276. - C. 17-20.

114. Лаптев, В. А. Охлаждающее устройство тепловоза 2ТЭ116 новой конструкции с термодинамически расширяемыми блочными радиаторами / В. А Лаптев, М. Бабел В. Г. Стряпихин, И. М. Носиков // Вестник Транспорта Поволжья. - 2014. - № 1(43). - С. 19-26.

115. Бабел, М. Анализ целесообразности модернизации тепловозов серии SM42 в двухдизельном варианте с учётом критерия стоимости жизненного цикла / М. Бабел, М. Шкода // Инновации и инвестиции. - 2014. - № 3. -С. 234-238.

116. Луков, Н.М. Электрическая передача локомотива переменного тока с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором без тяговых преобразователей / Н.М. Луков, М. Бабел // Инновации и инвестиции. - 2014. -№ 2. - С. 224-226.

117. Przewodnik do analizy kosztów i korzysci projektów inwestycyjnych. Raport koñcowy: Komisja Europejska. Dyrekcja Generaba ds. Polityki Regionalnej, 2008. -294 c.

Приложение 1

Технические требования на узлы модернизированных тепловозов серии SM42

Название требования Показатели

1 2

1. Общие требования

Ширина колеи 1435 мм (без изменений)

Осевая формула 2о - 2о (без изменений)

Номинальная мощность по дизелю 650 - 750 кВт

Служебный вес локомотива не больше 72 т

Распределение нагрузок согласно BN-71/3520-02 изд. V

Распределение нагрузок согласно BN-71/3520-02 изд. V

Габарит согласно Памятке UIC 505-1 Прил. D

Удельный расход топлива дизелем при номинальной мощности, не больше чем, 205 г/кВт-ч

Расход масла, не больше чем 0,3% расхода топлива

2.Тяговые свойства

Конструкционная скорость 90 км/ч

Сила тяги при трогании 220 кН

З.Условия работы

Температура окружающей среды от - 30°С до + 40°С

Максимальная высота над уровнем моря 1000 м

Относительная среднегодовая влажность воздуха 75%

4. Ходовая часть локомотива

Общая конструкция ходовой части тепловоза без основных изменений

1 2

5. Тормоз

Пневматический тормоз колодочный (без изменений)

Пневмо - устройства и аппараты установлены на пневматическом щиту

Стояночный тормоз пневмоцилиндр с пружиной

Противобоксовочное устройство устранение боксования

6. Сцепные устройства и буфера

Сцепные устройства без изменений

Буфера эластомерные тип 105-C-R2750

7. Окна

Лобовые и боковые стёкла согласно UIC 651 многослойные ударостойкие

Стеклоочистители с электроприводом

8. Кузов

Конструкция новая конструкция кузова (капотов) и кабины машиниста

Крепление устройств согласно Памятке UIC 566

Ступни, поручи, дверные ручки согласно Памятке UIC 651

9. Кабина машиниста

Локализация смещение к середине локомотива

Безопасность работы и эргономика кабина должна выполнять требования стандарта PN-90/K-11001; микро -климат согласно требованиям норм ISO 2631, ORE В 153 и UIC 651; допускаемая плотность электро -магнитного поля - 1 ОмТл ( посто -янное магнитное поле) и 0,5 мТл (магнитное поле с частотой 50Гц)

1 2

Крепление аппаратов и устройств согласно Памятке UIC 651, элементы оборудования не должны содержать острых кромок, внешние поверхности по возможности из мягких материалов; элементы сигнализации и управления, основные размеры пульта согласно Памятке UIC 651

Пульт управления 2 диагонально расположенных пульта; выбор типа и размещение указателей, элементов управления, контроллеров на пульте - после согласования с Заказчиком

Параметры видимости пути согласно UIC 625-6

Уровень механических вибраций согласно PN-90/K-11001, PN-91/N-01354

Уровень шума в кабине согласно TSI «Шум»

Освещённость в кабине возможность плавной или ступенчатой регулировки в диапазоне 0 150 лк. Требования согласно BN-90/3512-11; PN-K-88200; PN-84/E-02033

Термокомфорт согласно PN-85/N-08013 и PN-EN ISO 7730:2002

Кресло машиниста согласно Памятке UIC 651 и PN-90/K-11001; должно обеспечивать быструю эвакуацию из кабины и гашение вибрации в полосе 0,5 8 Гц

Радиосвязь радиотелефон с системой радио-стоп согласно памяткам UIC 751-1 и UIC 751-2. Радиотелефон должен иметь соответствующий сертификат

Устройства безопасности движения система экстренного торможения и радио-стоп согласно требованиям ПЖД, система бдительности согласно памятке UIC 641

1 2

10. Наружное освещение

Расположение, действие и согласно памятке UIC 534

фотометрические свойства

прожекторов и сигнальных ламп

Тип главных прожекторов малогабаритные, галогеновые с возможностью двухступенчатой регулировки светового пучка

Задние лампы / Предупрежд. сигналы согласно норме PN - К - 88200:1996

11. Тифоны

Локализация на крыше локомотива

Вид пневматические согл. PN-91/K-88100

12. Шум, излучаемый в

окружающую среду

Методы измерения и допускаемые согласно требованиям PN-92/K-11000

уровни шума

13. Лакокрасочные покрытия

Вид применяемых красок эпоксидные или полиуретановые

Срок службы лакокрасочного минимум 7 лет

покрытия

Антикоррозионная защита срок службы мин. 10 лет

Цветовое оформление по заказу Потребителя

14. Противопожарные требования

Общие требования по конструкции согласно Памятке UIC 642,

PN-K-02511:2000; PN-K-02507:1997

локомотива

Применяемые материалы согласно PN-K-02511:2000, также для лакокрасочных покрытий.

Электропроводка согласно требованиям PN-EN 45545 лист 1,2,4,5 и Памятки UIC 642, UIC 564-2, электропровода - требования согласно норме EN 50264-1 и UIC 895

1 2

Система предупреждения требуемая селективная система предупреждения о пожаре с отображением на дисплее в кабине машиниста информации о месте возникновения пожара

Количество датчиков системы согласно предложению поставщика

Система пожаротушения обязательная

15. Силовая электрическая цепь

Тяговый генератор синхронный, 3-х фазный с воздушным охлаждением и статическим возбудителем

Поездные контакторы серийного исполнения с напряжением управления 24 В постоянного тока

Тяговые электродвигатели серийные ТЭД типа LSa 430

16. Вспомогательные электрические цепи

Бортовое напряжение 24 В постоянного тока

Вспомогательный генератор синхронный

Аккумуляторная батарея кислотная или щелочная 24 В постоянного тока

Привод вспомогательного оборудования Электропроводка освещения механический или электрический 3x400 В переменного тока согласно Памятке UIC 555 и ZN-01/РКР-3512-06, ZN-01/PKP-3512-07

Защита от перенапряжения в низковольтных цепях все катушки контакторов и реле должны быть оборудованы индивидуальными элементами, устраняющими перенапряжения, возникающие при выключении напряжения питания

17. Управление локомотивом

Система управления микропроцессорная

1 2

Управление движением и торможением Управление вспомогательных цепей Коммуникация с системой Устранение боксования Система контроля силовой цепи Мониторинг рабочих параметров сигналы, зависящие от требований машиниста: движение / торможение / направление движения / величина задания 0 .. 100% автоматическое, управление логикой старт / стоп главного выпрямителя, инвертора, вентиляторов ТЭД и др. обязательная, дисплей на каждом пульте в кабине машиниста автоматическое путём изменения возбуждения тягового генератора, подача песка в случае боксования замер и контроль существенных величин параметров силовой цепи с целью принятия, в случае необходимости, соответствующего вмешательства по защите управление дисплеем в кабине машиниста; количество высвечиваемых параметров работы локомотива и способ их презентации подлежат согласованию с Потребителем.

18. Диагностика локомотива Система бортовой и стационарной диагностики должна выполнять контроль всех существенных параметров локомотива по безопасности и обеспечению высокой эксплуатационной надёжности тепловоза.

19. Скоростимер Указатель скорости Диапазон измерения скорости от 0 до 150 км/ч; точность показаний скорости ±1 км/ч

1 2

Сервисные функции обязательные, позволяющие ввод и корректировку следующих параметров: - дата (день, месяц, год), - время (час, минута, секунда), - номер локомотива, - диаметр колёс.

Замер пройденного пути обязательный

Сигналы, зависимые от скорости обязательные, по согласованию с

потребителем

20. Регистрация событий

Требования согласно ЕМ-РМ50155 и 1ЕС 1133, сертификат Управления ПЖД

Количество и вид регистрируемых предлагает Исполнитель

сигналов модернизации

Время хранения данных допускаются три уровня: - для расследования причин аварий, крушений и др. происшествий, хранение данных минимум 72 часа, - для оценки работы машиниста локомотива, хранение данных в течение 1 месяца, - для контроля самого устройства с целью его содержания, хранение данных в течение не менее 1 месяца

Технические требования согласно Е1М-РК 50155

Сервисная программа поставляется в рамках процесса модернизации

_7_

21. Электрическое и электронное оборудование

Общие требования

Электромагнитные помехи

Электронные устройства:

- диапазон рабочих температур

- другие требования

Счётчик электроэнергии

22. Другое оборудование

- система замера расхода топлива;

- система гребнесмазывателя;

- система кондиционирования;

- дистанционное радиоуправление

Система машинных и электрических камер тепловоза, а также размещение и способ установки Д-Г и электрооборудования должен

обеспечивать лёгкость ТО, демонтажа; В низковольтных цепях и цепях управления необходимо применять быстроразъёмные соединения;

электрические кабели проводить в инсталляционных трубках и кондуитах;

Электрическое и электронное оборудование должно выполнять требования норм Р1М-69/Е-06120; РМ-ЕК50155:2000;

локомотив после модернизации не может вызывать перебои в работе устройств управления движением и радиосвязи. Требования согласно: РЫ-ЕК 50081-2:1996; РЫ-ЕИ 500822:1997; РЫ-ЕМ 50155:2000; РЫ-69/Е-02031; Р1чГ-73/Е-05108; РМ-89/Е-06251

-30°С до +70°С согласно Р]Ч-ЕМ-50155:2000

замер и регистрация электроэнергии передаваемой силовой установкой

установка по согласованию с Заказчиком

Техническое задание и результаты расчёта охлаждающего устройства модернизированного пассажирского тепловоза серии 8Р32

SPECIFICATION

Description HT-radiator SP32 for CAT 3512B

Drawing No. similar to 4053.056.2000

Customer IOW

Geometric data Two parallel radiators each

Core height 1250,0 [mm]

Core width 960,2 [mm]

Core depth 140,0 [mm]

Fouling Factor 0%

Cooler Type Ptate-fin/fin

Fin 7042 / 7320

Profiles P9 / P52

Flow Crossflow l-flow l-flow

Total heat transfer rate: (approx.) 956 [kW]

Warm fluid: Water/Glycol (60/40)

Properties at 94,2 °C Density 1016,27 [kg/m3]

specific heat 3,799 [kJ/kg K]

kinemat. viscosity 0,69 [mm2/s]

Flow rate 1280,0 [l/min]

Temperature in 100,0 [°C]

Temperature out 88,4 [-C]

Inlet pressure 2,5 [bar]

Pressure drop (approx.) 220,78 [mbar]

Cold fluid: Air

Properties at 59,2 °C Density 1,05 [kg/m3]

specific heat 1,006 [kJ/kg K]

kinemat. viscosity 19,16 [mm2/s]

Flow rate 80000,0 [m3/h]

Inlet pressure 1,000 [bar]

Temperature in 40,0 [°C]

Temperature out 78,4 [°C]

Pressure drop (approx.) 670 [Pa]

Load carrying ability According to AKG test conditions

Installation & operating see instruction for installation and operation of

AKG-Products

Date:21.07.2008 Signature

K-1/V-6.4d/07.07.2008

QMSST SPECIFICATION

Description IOW_SP32_version_a

Drawing No. similar 4053.056.2000

Customer IOW

Project

Engine CAT 3512 1.80kW @ 1.500rpm

radiators for SP32 radiators for SP32

Total heat transfer rate: 374 374 [kW]

(approx.)

111 I2I

Warm fluid: Water/Antifrogen N (60/40) Water/Antifrogen N (60/40)

Row rate 37,5 37,5 [m3/h]

Inlet pressure (abs.) 2,5 2,5 [bar]

Temperature in 100,0 100,0 [°C]

Temperature out 90,6 90,6 [°C]

Pressure drop (approx.) 232,42 232,42 [mbar]

Properties at 95,3 95,3 t°C]

Density 1021,73 1021,73 [kg/m3]

specific heat 3,729 3,729 [kJ/kg K]

kinemat. viscosity 0,71 0,71 [mm2/s]

Cold fluid: Air

Flow rate 29000,0 29000,0 [mVh]

Temperature in 40,0 40,0 [°C]

Temperature out 81,5 81,5 [°C]

Inlet pressure (abs.) 1,000 [bar]

Pressure drop (approx.) 420 [Pa]

Total flow 58000,0 [m3/h]

Core height 1250 1250 [mm]

Core width 958 958 [mm]

Core depth 140 140 [mm]

Fouling Factor 0 0 [%]

Cooler Type Plate-fin/fin Plate-fin/fin

7042/7320 7042/7320

Row Crossflow Crossflow

Side 1 l-flow l-flow

Load carrying ability According to AKG test conditions

Installation & operating see instruction for installation and operation of AKG-Products

Date:04.09.2009 Signature

<ш

uL Chlopicklego 50 04-275 War«im а

til (0-22) 473 13 30

(0-12) 393 22 (»6 fai (0-22) 610 75 97

CENTRUM N AU КО WO —TECHNICZNE KOLEJNICTVVA

Laboratorium Badan Taboru LW

Pracownia Hamulców w Krakowie -Тормозная лаборатория ■

Sprauozdanic nr LW/76.01/07

Strona 43/48

7.6. Рисунки и графики эксплуатационных испытаний 7.6. Rysunki i wykresy z badan ruchowych.

Badany pojazd (Versuchsfahrzeug) ktkomotywa 6Dg 01

Miejsce. data i czas badari (Versuchsplatz Datum. Uhrzeit): Krak6w - Tarnöw, 2007 11 28 , 10 02 Nr pröby (Testnummer) r04

Nominaina poczatkowa pr^dkosc hamowania (Ausgangsnenngeschwindigkeit): 100 km/h Masa brutto (Masse) 69 81 Nastawieme hamulca (Bremsstellung) P

T 0 9 .Г 140

- PGT

- ZP

ZS

- с,

- с.

- 3 С,

- ст

- KR

- PGW

- ZZ

- PCS

- CZ

S V

«к

R>s. 32 Przcbicg prcdkoÑci. drojá humo» ania, opóí nimia ora/ cismen » czasic hadan ruchimych hamulca lokomotynv t\ pu 6DC (nr 6D» 01). Proba hamo» ania naglcg» na nastawicniu hamulca _P".

Рис. 32 Изменение скорости, тормозного пути, замедления, а также давления по времени - эксплуатационные испытания тормозов тепловоза 6Dg 01. Проверка экстренного торможения при установке тормоза в положении «Р»

ЩК

ul. C'hlopickiegn 50 «4-275 Warvawa

tcl (0-22) 473 13 30

(0-12)393 22 06 fax [phone]

CENTRUM NAUKOWO —TECHMCZNE KOLEJNICTWA

Laboratorium Badan Taboru L\V

Pracownia Hamulców w Krakowie -Тормозная лаборатория -

Sprano/danic nr LW/76.01/07

Strona 4-1/48

Badany pojazd (Versuchsfahrzeug) lokomotywa 6Dg 01

Miejsce. data i czas badari (Versuchsplatz. Datum, Uhrzeit): Krakow - Tarnöw, 2007.11.28., 10.50 Nr pröby (Testnummer): r11

Nominalna pocz^tkowa predkosc hamowania (Ausgangsnenngeschwindigkeit) 100 km/h Masa brutto (Masse) 69 81

Nastawienie hamulca (Bremsstellung): P - Hamulec bezpieczeristwa

i—i—i—i——i—i—i—r-

25 30 35

CZAS (ZEIT) (S)

Rys. 33 Pr/ehicg preükosri. drosi hamiiK aniu. opo/.nienia (ira/ cLsnicñ w rzusir bailan ruchonvch hamulca lokomotywy Гл pu 6DG (nr 6Da 01). Proba d/ialania hamulca bezpieczcnstwa.

Рис. 33 Изменение скорости, тормозного пути, замедления, а также давления по времени - эксплуатационные испытания тормозов тепловоза 6Dg 01. Проверка работы тормоза безопасности

Lokomotywa spalinowa manewrowa typu 6Dg-04 (SM42-1201)

Numer

OP 004-09

Strona 10/33

Тепловоз маневровый типа 60д-04 (5М42-1204

Анализ прочности установки поддизельной рамы Д-Г на главной раме тепловоза

KONTAKT

Rys.4 Fragment modelu 2D - rejón mocowania belki 100 mm Рис. 4. Фрагмент модели 2D - зона крепления балки 100мм

Ш

Lokomotywa spalinowa manewrowa typu 6Dg-04 (SM42-1201)

Numer

OP 004-09

Strona 14/33

AN

NODAL SOLUTION

STEP-1 SUS »9 TIME-1

SEQV (AVG)

гмк -.693369 SMN =.054753 SMK -279.041

Тепловоз маневровый типа 6Dg-04 (SM42-1204)

ОСТ 26 2009 13:34:29

Рис.10 Распределение эквивалентных напряжений в МПа

.054758 62.052 124.049 '.86.046 248. 043