Локомотив. Локомотив №5 2022. Белорусская железная дорога постоянный участник выставки
 Скачать 5.8 Mb.
|
|
6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000 30 40 50 60 70 Yσ, кгс вариан т 1 вариант 3 вариан т 2 V, км/ч 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000 30 40 50 60 70 Yσ, кгс V, км/ч вариан т 1 вариан т 3 вариан т 2 а б Т а б л и ц а 2 Изменение боковых сил при различных вариантах трибологического состояния контактных поверхностей головок рельсов в режимах тяги и выбега Вариант трибологического состояния Режим тяги Режим выбега 30 км/ч 70 км/ч 30 км/ч 70 км/ч 2 +1,5 % +4,8 % +4,5 % +5,1 % 3 –11,2 % –18,3 % –33,2 % –19,5 % 36 Лоkомо т ив № 5. Май 2022 г. На научнотехнические темы сов позволяет добиться максимального снижения уровня внешнего шума для локомотива в режиме тяги почти на 16 дБА. Реализовать технологию комбинированной лубрикации рельсов для локомотивов возможно на каждом из локомотивов, установив на них устройства для смазывания бандажей колес модификатором трения указанного выше производителя, либо иные аналогичные других зарубежных производителей, так как аналогов в России, увы, пока нет. При этом дооборудованные устройствами для смазыва- ния бандажей колес модификатором трения локомотивы должны эксплуатироваться на участках, которые смазывают передвижные рельсосмазыватели, т.е. там, где смазана боковая грань головки на- ружного рельса в кривой. Для достижения целей, обозначенных Президентом Российской Федерации [4], в части создания комфортной и безопасной среды для жизни, а также решения задач, обозначенных в п. 6.2 Экологической стратегии ОАО «РЖД» [5], с наименьшими экономическими затра- тами и наибольшим социальным эффектом по снижению уровня внешнего шума, возможно применение на сети железных дорог на селитебных территориях городских агломераций технологии комби- нированной лубрикации головок рельсов в кривых. Библиография 1. ГОСТ Р 50951–96. Внешний шум магистральных и маневровых тепловозов. Нормы и методы измерений. Введ. 01.07.1997. Изм. 01.03.2005 // Шум от транспорта : сборник ГОСТов. М.: ИПК Издательство стандартов, 2005. 2. ГОСТ Р 55364–2012. Электровозы. Общие технические требования. Введ. 01.01.2014. М.: Стандартинформ, 2013. II, 34 с. 3. СанПиН 1.2.3685–21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания : (дата обращения: 27.01.2022). 4. О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года : Указ Президента РФ от 21 июля 2020 г. № 474. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/ View/0001202007210012 (дата обращения: 27.01.2022). 5. Экологическая стратегия ОАО «Российские железные дороги» на период до 2017 года и на перспективу до 2030 года : утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 12.05.2014 № 1143р // Экономика железных дорог. 2014. № 7. С. 146 — 176. 6. Коссов В.С. Снижение нагруженности ходовых частей локомотивов и пути: специальность : дис. … доктора техн. наук : 05.22.07 / МГУПС. М., 2001. 339 с. 7. Трифонов А.В. Влияние трибологического состояния рельсов на взаимодействие колес подвижного состава и пути : дис. канд. техн. наук : 05.22.07 / РУТ (МИИТ). М., 2019. 211 с. 8. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения : вопросы взаимодействия колеса и рельса / Международная ассоциация тяжеловесного движения (INHA); под ред. С.М. Захарова, В.М. Богданова. М.: Интекст, 2002. 408 с. 9. Kelsan wheel treads friction modifier – HPF // LbFoster : site. URL: https://lbfoster.eu/en/rail-technologies/solutions/total-friction-management/ kelsanr-wheel-tread-friction-modifier-hpf/ (дата обращения: 25.02.2022). Т а б л и ц а 3 Максимальные уровни внешнего шума от секции локомотива 2ТЭ116 Вариант трибологического состояния Скорость движения, км/ч Среднее значение внешнего шума по результатам трех замеров, дБА Снижение внешнего шума по сравнению с сухим рельсом, дБА 1 30 88,8 – 70 89,1 – 2 30 79,6 9,2 70 87,2 1,9 3 30 72,9 15,9 70 88,2 0,9 3 после прохода 2000 осей подвижного состава 30 76,2 12,6 70 84,1 5 Т верской вагоностроительный завод (ТВЗ, входит в состав АО «Трансмашхолдинг») представил экспертам новую разработку — вагон-электростанцию модели 61-4551, пред- назначенную для эксплуатации в составе пассажирских по- ездов. Приемочной комиссии был продемонстрирован опыт- ный образец вагона-электростанции, который находился в рабочем состоянии и обеспечивал энергоснабжение двух двухэтажных вагонов. Члены комиссии положительно оцени- ли новую разработку и подписали акт, согласно которому вагону модели 61-4551 будет присвоена литера «О1» и полу- чен сертификат соответствия, что позволит приступить к из- готовлению установочной серии этой продукции. Основная задача нового вагона-электростанции — обе- спечение электроэнергией пассажирских поездов, эксплу- атируемых на неэлектрифицированных участках железных дорог с шириной колеи 1520 мм. Для этой цели в вагоне ис- пользуется дизель-электрическая станция общей мощностью 1350 кВт, состоящая из трех дизель-электрических установок. Вагон-электростанцию обслуживает один оператор, за- дачей которого является контроль работы оборудования. Вагон оснащен системами противоюзной защиты и автома- тического пожаротушения, пожарной сигнализацией с ука- занием места возникновения пожара. Вагон-электростанция рассчитан на эксплуатацию в лю- бое время года. Системы отопления, вентиляции и кондици- онирования, установленные в вагоне, обеспечивают необ- ходимые условия для работы обслуживающего персонала и оборудования при температурах от –50 до +45 °С при от- носительной влажности до 90 %. Обслуживание этого вагона производится перед отправ- кой в рейс. Предусмотрены также ежемесячный, полугодо- вой и годовой регламенты обслуживания. Разработчиком конструкторской документации ваго- на-электростанции является Центральное конструкторское бюро транспортного машиностроения (АО «ЦКБ ТМ»). Соис- полнителем проекта выступило ООО «ТМХ Инжиниринг», ко- торое проводило техническую экспертизу конструкторской документации. В 2021 и начале 2022 гг. вагон-электростанция успешно прошел комплекс испытаний, которые подтверди- ли соответствие технических требований конструкторской документации. По материалам Дирекции по внешним связям и корпоративным коммуникациям АО «Трансмашхолдинг» НОВОСТИ ТРАНСМАШХОЛДИНГА Создан вагон-электростанция для обеспечения движения поездов на неэлектрифицированных участках железных дорог Лоkомо т ив № 5. Май 2022 г. 37 Автотормоза Рис. 2. Дизель-поезд Рижского вагоностроительного завода ДР1А Рис. 3. Скоростной фирменный поезд локомотивной тяги «Аврора» с электровозом ЧС200 Рис. 4. Электропоезд ЭР11 Рис. 1. Вагоны типа В на Филевской линии Московского метрополитена ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ДИСКОВЫХ ТОРМОЗОВ НА ОТЕЧЕСТВЕННОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ В.П. КЛЮКА, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство», С.А. МОСОЛ, старший преподаватель, Омский государственный университет путей сообщения Т ормоза являются важнейшей частью железнодорожного под- вижного состава, обеспечивающей создание тормозной силы для снижения скорости движения поезда или его остановки. Наличие эффективно действующих тормозов локомотивов, вагонов и мотор- вагонного подвижного состава является обязательным условием обеспечения безопасности движения поездов и маневровой работы на железнодорожном транспорте, повышения скорости движения поездов, увеличения их массы и длины. С ростом скоростей движения поездов повысились требования к тормозам. Применение фрикционного колодочного тормоза с воз- действием тормозных колодок на поверхности катания колес огра- ничено пределами их допустимого нагрева. Поэтому на скоростном и высокоскоростном пассажирском подвижном составе вместе с электрическими и магнитно-рельсовыми тормозами получили ши- рокое распространение дисковые тормоза. В дисковых тормозах тормозная сила, в отличие от колодочных тормозов, реализуется за счет работы сил трения фрикционной пары, состоящей из тормозно- го диска и тормозных накладок (что исключает нагрев поверхности катания колес). Также важными преимуществами дисковых тормо- зов являются эффективное и плавное снижение скорости поезда при торможении, значительное упрощение и снижение массы деталей и узлов тормозной рычажной передачи (с исключением громоздких и тяжелых тяг, рычагов, авторегуляторов, траверс, тормозных подве- сок и т.п.). Дисковые тормоза известны достаточно давно. В нашей стране они применяются в авиации и автомобильном транспорте, трамва- ях, в системах передачи мощности некоторых видов экскаваторов и самоходных грузоподъемных машин. На железнодорожном транс- порте впервые в мире дисковые тормоза начали применяться еще в 1920-е годы. Широкое применение они стали получать в последние годы в связи с развитием скоростного и высокосокоростного движе- ния. В СССР на рельсовом транспорте дисковые тормоза впервые стали применяться на вагонах метрополитена типа В постройки 1927 — 1930 гг. (рис. 1), которые поставлялись на Московский ме- трополитен по репарациям из Германии после окончания Великой Отечественной войны. Впервые на отечественном рельсовом подвижном составе диско- вые тормоза в СССР были установлены на трамвайных вагонах серий С, М, КТМ-1, КТП-1 и РВЗ. На железнодорожном транспорте дисковые тормоза появились в 1958 г. Первая партия из 15 пассажирских ва- гонов межобластного типа с дисковыми тормозами была выпущена Калининским (ныне Тверским) вагоностроительным заводом (КВЗ) в 1961 г. Вагоны предназначались для движения со скоростями до 120 км/ч. Затем дисковый тормоз был применен на дизель-поездах Рижского вагоностроительного завода ДР1 и впоследствии на ДР1П, ДР1А с начала их постройки в середине 1963 г. (рис. 2) и вплоть до окончания их выпуска. С 1963 г. на направлении Москва — Ленинград началось обра- щение скоростного фирменного поезда «Аврора» (рис. 3), макси- 38 Лоkомо т ив № 5. Май 2022 г. Автотормоза Рис. 8. Высокоскоростной электропоезд ЭС250 «Сокол» Рис. 7. Скоростной электропоезд ЭР200 мальная скорость движения которого достигала 160 км/ч. При этом первоначально пассажирские вагоны этого поезда (постройки КВЗ) эксплуатировались на тележках КВЗ-ЦНИИ-М, которые имели не- удовлетворительные динамические характеристики при высоких скоростях движения. Кроме того, колодочные тормоза этих вагонов с композиционными колодками при торможении с высоких скоро- стей оказывали вредное воздействие на поверхность катания колес (появлялись навары и выщербины, сокращавшие эксплуатационный ресурс колес). В 1965 г. на КВЗ была выпущена партия пассажирских вагонов локомотивной тяги с дисковыми тормозами для скоростного по- езда «Аврора», рассчитанных для эксплуатации со скоростями до 160 км/ч. Во второй половине 1965 г. был изготовлен РВЗ (моторные вагоны), КВЗ (прицепные вагоны), РЭЗ (электрооборудование) опыт- ный электропоезд переменного тока ЭР11-01 с дисковыми тормо- зами (рис. 4). Особенностью конструкции дискового тормоза этого электропоезда была установка тормозных дисков на колесах колес- ных пар. Подобная конструкция дискового тормоза была применена гораздо позднее на электровозах ЭП20. После накопления положительного опыта эксплуатации диско- вых тормозов на дизель-поездах рижской постройки такие тормоза в опытном порядке были установлены также на прицепных вагонах электропоезда ЭР22-08 в 1966 г. (рис. 5). К 1967 г. дисковыми тормозами было оборудовано более 150 ваго- нов. Это были пассажирские вагоны локомотивной тяги для скорост- ного поезда «Аврора», вагоны дизель-поездов ДР1, вагоны электро- поездов ЭР22 и ЭР11. Результаты эксплуатации дисковых тормозов на пассажирском подвижном составе оказались положительными. Следует отметить, что конструкционная скорость движения ди- зель-поездов ДР1 всех модификаций ограничивалась величиной 120 км/ч. Кроме того, из-за повышенной осевой нагрузки, увели- ченной длины и базы вагонов электропоездов ЭР22 по результатам первых лет эксплуатации было отмечено их вредное воздействие на путь, вследствие чего их максимальная скорость движения была ограничена величиной 100 км/ч. Однако всё это нельзя отнести не- посредственно к недостаткам дисковых тормозов. Продолжавшееся в 1960-е — 1970-е годы использование ко- лодочных тормозов препятствовало дальнейшему повышению скоростей движения пассажирских поездов из-за отсутствия ре- зервов повышения тормозного нажатия вследствие ограничения по тепловой напряженности фрикционных пар трения «тормоз- ная колодка — колесо». Поэтому в целях дальнейшего повышения скоростей движения пассажирских поездов (в первую очередь, на скоростном направлении Москва — Ленинград) были продолжены работы по внедрению дисковых тормозов на пассажирском под- вижном составе. Дисковые тормоза были установлены на пассажирских вагонах скоростного поезда РТ-200 «Русская тройка» производства КВЗ (на- чало выпуска в 1972 г.). При этом для возможности следования этого поезда со скоростями до 200 км/ч впервые на отечественных пас- сажирских вагонах локомотивной тяги РТ-200 (рис. 6), помимо дис- ковых тормозов, были применены безлюлечные тележки и пневмо- рессорное подвешивание, обеспечивавшие высокие динамические характеристики и повышенную плавность хода этих вагонов. В 1973 г. был выпущен рижскими заводами РВЗ и РЭЗ скорост- ной электропоезд ЭР200, с 1984 по 2009 гг. находившийся в регу- лярной эксплуатации на перевозках пассажиров между Москвой и Ленинградом (Санкт-Петербургом). Этот электропоезд также был оборудован дисковыми тормозами (рис. 7) и имел максимально до- пустимую скорость движения до 200 км/ч. В 1981 г. на Рижском вагоностроительном заводе был начат вы- пуск скоростных трамваев с дисковыми тормозами. В 2000 г. на Тихвинском заводе «Трансмаш» был изготовлен в един- ственном экземпляре первый опытный отечественный высокоско- ростной электропоезд ЭС250 «Сокол» (рис. 8), оборудованный без- люлечными тележками и дисковыми тормозами. В ходе испытаний этого электропоезда летом 2001 г. впервые для моторвагонной тяги железных дорог России на участке Бологое — Тверь был поставлен рекорд скорости 236 км/ч. Из-за ряда конструктивных недостатков данный электропоезд не был допущен для работы с пассажирами, а после прекращения финансирования со стороны МПС РФ его испы- тания были прекращены. С 2001 г. на направлении Москва — Санкт-Петербург стал об- ращаться скоростной пассажирский поезд локомотивной тяги «Невский экспресс», состоящий из пассажирских вагонов производ- ства Тверского вагоностроительного завода (ТВЗ) с безлюлечными Рис. 5. Электропоезд ЭР22 Рис. 6. Пассажирский вагон скоростного поезда РТ-200 «Русская тройка» Лоkомо т ив № 5. Май 2022 г. 39 Автотормоза Рис. 9. Скоростной фирменный поезд локомотивной тяги «Невский экспресс» Рис. 11. Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка» Рис. 13. Скоростной двухэтажный электропоезд ЭШ2 «Аэроэкспресс» Рис. 14. Высокоскоростной поезд «Стриж» локомотивной тяги («Тальго-250») Рис. 10. Высокоскоростной электропоезд «Сапсан» Рис. 12. Скоростной электропоезд ЭГ2Тв «Иволга» тележками, дисковыми тормозами и максимальной скоростью дви- жения до 200 км/ч (рис. 9). С 2009 г. по настоящее время на направлениях Москва — Санкт- Петербург и Москва — Нижний Новгород обращаются высокоско- ростные электропоезда «Сапсан» (ЭВС1, ЭВС2) немецкого производ- ства («Velaro-Rus»), также оборудованные дисковыми тормозами и имеющие максимальную скорость движения на железных дорогах России 250 км/ч (рис. 10). С 2012 г. на железных дорогах ОАО «РЖД» в регулярной эксплу- атации находятся скоростные электропоезда «Ласточка» Desiro-Rus как немецкого (ЭС1), так и совместного с Германией производства на заводе «Уральские локомотивы» (ЭС2 разных модификаций), также оборудованные дисковыми тормозами и имеющие макси- мальную скорость до 160 км/ч (рис. 11). Скоростные электропоезда «Ласточка» эксплуатируются на Октябрьской, Московской, Северо- Кавказской, Горьковской, Свердловской, Северной, Юго-Восточной, Южно-Уральской, Куйбышевской и Калининградской дорогах. На не- которых участках Октябрьской и Северной железных дорог электро- поезда «Ласточка» работают также и на неэлектрифицированных участках с тягой их тепловозами ТЭП70БС, оборудованными электро- снабжением пассажирских вагонов. С 2014 г. на Тверском вагоностроительном заводе организовано производство скоростных электропоездов ЭГ2Тв «Иволга» отече- ственной разработки с дисковыми тормозами и максимальной ско- ростью движения до 160 км/ч (рис. 12). В 2014 г. для организации перевозок пассажиров с вокзалов Москвы до аэропортов компанией ООО «Аэроэкспресс» была заку- плена у швейцарской компании Stadler Rail AG партия двухэтажных 40 Лоkомо т ив № 5. Май 2022 г. Автотормоза Рис. 15. Пассажирский вагон производства Тверского вагонострои- тельного завода с безлюлечными тележками и дисковыми тормозами (для максимальной скорости движения 160 км/ч) Рис. 16. Безлюлечная тележка пассажирского вагона с дисковыми тормозами (для максимальной скорости движения 160 км/ч) Рис. 18. Пассажирский вагон габарита RIC совместного производства ТВЗ/Siemens для железных дорог ОАО «РЖД» в международном со- общении Рис. 17. Безлюлечная тележка с дисковыми и магнитно-рельсовыми тормозами пассажирского вагона (для максимальной скорости дви- жения 200 км/ч) электропоездов серии ЭШ2. Эти электропоезда также имеют макси- мальную скорость 160 км/ч и оборудованы дисковыми тормозами (рис. 13). С 2014 г. на железных дорогах России (в том числе в междуна- родном сообщении Москва — Берлин) со скоростями до 200 км/ч эксплуатируются высокоскоростные поезда «Тальго-250» производ- ства Испании, оборудованные дисковыми тормозами (рис. 14). Для испанских железных дорог высокоскоростные поезда «Тальго-250» поставляются в виде электропоездов моторвагонной тяги (с одно- кабинными электровозами по концам состава). Особенностью по- ездов «Тальго-250» при поставке их для российских железных дорог под брендом «Стриж» является приобретение лишь промежуточных пассажирских (и служебных концевых) вагонов локомотивной тяги. Для вождения поездов «Стриж» на железных дорогах ОАО «РЖД» используются скоростные пассажирские электровозы двойного пи- тания серии ЭП20 «Олимп» Новочеркасского электровозостроитель- ного завода, которые также оборудованы дисковыми тормозами и выпускаются в исполнениях под конструкционные скорости 160 или 200 км/ч. В настоящее время по техническим причинам эксплуатация высокоскоростных поездов «Стриж» приостановлена. В России поставщиком для ОАО «РЖД» серийных пассажирских вагонов локомотивной тяги (в том числе двухэтажных), оборудо- ванных дисковыми тормозами и предназначенных для следования в скоростных пассажирских поездах локомотивной тяги со скоро- стями до 160 км/ч, еще с 1970-х годов является Тверской (ранее — Калининский) вагоностроительный завод (рис. 15). Особенностями конструкции таких вагонов является использование безлюлечных тележек с улучшенными динамическими характеристиками, повы- шающих плавность хода на высоких скоростях движения (рис. 16). Безлюлечные тележки на партии пассажирских вагонов, изготов- ленных для работы в составах скоростного фирменного поезда «Невский экспресс» с максимальной скоростью до 200 км/ч, помимо дисковых тормозов, были оборудованы также магнитно-рельсовыми тормозами (рис. 17). Тележками аналогичной конструкции была оборудована партия пассажирских вагонов габарита RIC совместного производства ТВЗ и компании Siemens для железных дорог ОАО «РЖД» с использовани- ем в международном сообщении (рис. 18). Эти вагоны в настоящее время используются и во внутреннем пассажирском сообщении на железных дорогах России. За достаточно длительный период использования дисковых тор- мозов на железных дорогах СССР и России накоплен значительный опыт эксплуатации и ремонта такого вида тормозного оборудования, а на предприятиях тормозной промышленности — опыт его изготов- ления. |