Почему паровоз тянет а не толкает
Перейти к содержимому

Почему паровоз тянет а не толкает

  • автор:

В России построят первый поезд «тяни-толкай»

Российская компания «Трансмашхолдинг» (ТМХ) разрабатывает новую платформу пассажирских поездов с технологией push-pull (тяни-толкай). Об этом рассказал журналистам генеральный директор Кирилл Липа, отметив, что раньше поезда такого типа в России не использовались.

Мы сейчас работаем над созданием новой платформы пассажирских электропоездов. Раньше они каждый раз разрабатывались заново полностью от и до, но мы поставили себе задачу создать платформенное решение, которое может быть реализовано либо в виде электропоезда, либо в виде дизельпоезда, либо в виде дизельэлектропоезда. Мы разрабатываем новую платформу с новыми габаритами. Она будет включать в себя технологию push-pull, которая никогда раньше не использовалась в России.

Кирилл Липа

В России построят первый поезд «тяни-толкай»

Состав push-pull состоит из локомотива и вагонов, в последнем вагоне расположена кабина. При движении вперёд локомотивная бригада находится в локомотиве, а назад – в вагоне с кабиной управления, а локомотив при этом выступает в роли толкача, он при этом управляется дистанционно с головного вагона. Получается, что локомотив либо тянет, либо толкает (push-pull), а поезд может двигаться в любом направлении без перестановки локомотива.

Гендиректор ТМХ рассказал, что с такой технологией будут пригородные поезда, но они могут использоваться и для дальнего следования. Такой поезд будет представлять собой «конструктор»: состав можно изменять под конкретные условия заказчика. Компания рассчитывает, что новый поезд можно будет кастомизировать под тендер любой страны. Раньше в России было принято по-другому: завод в международных тендерах не участвовал, а участвовал в конкретном тендере РЖД или метро, и каждый раз делался новый электропоезд или вагоны метро, рассказал Липа. По его словам, сначала создадут поезд нового типа для российской ширины колеи 1520 миллиметров, но платформа будет рассчитана и на колею 1435 – такая используется, например, в Африке.

Почему паровоз тянет а не толкает

Недавно был сюжет про немецкие поезда по каналу то ли discovery то ли national geografic, так там в кадре мелькнул пассажирский поезд из 5 или 6 вагонов, у которого впереди был обычный вагон с кабиной спереди, а электровоз был только сзади и фактически толкал весь поезд. Меня интересуют следующие вопросы:

1)Когда и где было введено это новшество? Где еще применяется кроме Германии?
2)Есть ли ограничение на количество вагонов/длину/массу/скорость толкаемого поезда по сравнению с тем, когда локомотив идет впереди?
3)Увеличивается ли хоть чуть-чуть вероятность схода с рельсов поезда с толкающим локомотивом по сравнению с обычным?
4)Были ли происшествия с такими поездами, которых можно было бы избежать если бы локомотив был впереди?
5)Сзади может быть только электровоз или тепловоз тоже?
6)Есть ли машинист в локомотиве в хвосте поезда? Если есть, то «передний» машинист только выполняет функцию «впередсмотрящего» и не управляет поездом? Если нет, то как управляется поезд из первого вагона?
7)Какая выгода достигается с использованием толкающего локомотива?

Re: Толкающие локомотивы на пассажирских поездах
ivdenis 18.07.2005 00:09

>1)Когда и где было введено это новшество?

В основном с появление микропроцессорных СМЕ (начало 90-х) через кабель стандарта UIC, хотя в Англии и Франции раньше.

> Где еще применяется кроме Германии?

Швеция, Австрия, Швейцария, Италия, Англия, Франция.

>2)Есть ли ограничение на количество вагонов/длину/массу/скорость толкаемого поезда по сравнению с тем, когда локомотив идет впереди?

Локомотив обычно толкает пасс поезда поэтому какой поезд тянет такой и толкает. Ограничена лишь скорость — не более 200 км/ч.

>3)Увеличивается ли хоть чуть-чуть вероятность схода с рельсов поезда с толкающим локомотивом по сравнению с обычным?

Если эксплуатируют, в том числе на скорости 200 км/ч. значит этот фактор незначителен.

>5)Сзади может быть только электровоз или тепловоз тоже?

И тепловоз тоже.

>6)Есть ли машинист в локомотиве в хвосте поезда?

Нет. Кроме того, машинисты в зап. Европе работают в основном в одно лицо без помощников.

>Если нет, то как управляется поезд из первого вагона?

В вагоне с кабиной есть пульт управления, дело в том что при микропроцессорных системах управления и микропроцессорных СМЕ протоколы управления стандартизированы и неважно откуда поступают сигналы управления в СУ локомотива, с пульта в локомотиве или с пульта в удаленном вагоне. По СМЕ можно сцеплять все что угодно вплоть до электровоза с тепловозом.

>7)Какая выгода достигается с использованием толкающего локомотива?

На станциях где надо менять направление движения, а также где тупиковый вокзал (в Европе таких большинство) не надо перецеплять локомотив а просто перейти из одной кабины в другую.

Сообщение изменено (18-07-05 00:10)

В Америке много-где используется система «тяни-толкай»
Gregory Kats (tramrunner) 18.07.2005 00:20

Например на Hudson Line & Harlem Line (MetroNorth Railroad)
локомотив всегда в Северном конце состава. Есле поезд идёт из Нью-Йорка
на Север — локомотив тянет, обратно — локомотив колкает. Управление из головного прицепного.

Сейчас — много-где именно так.

Ещё пример — Белоруссия (+)
И.М. 18.07.2005 11:43

В частности, поезда, которые ходят по маршруту Витебск — Бигосово и его укороченному варианту Полоцк — Бигосово. С одной стороны — тепловоз (тип не помню), с другой строны — вагон оканчивается кабиной машиниста, примерно как на обычных электричках. (Кстати, сам поезд производства Демиховского завода.)

Re: Толкающие локомотивы на пассажирских поездах
ivdenis 18.07.2005 12:52

>Где еще применяется кроме Германии?

Кстати в Украине тоже есть такие поезда: ДПЛ1 и ДПЛ2 — когда с одной стороны тепловоз а с другой вагон с кабиной управления.

Сообщение изменено (18-07-05 15:18)

Re: Толкающие локомотивы на пассажирских поездах
Sanni 18.07.2005 13:22

В Израиле все новые (последние 10-15 лет) пасажирские вагоны и ВСЕ тепловозы обязаны уметь работать по такой схеме. Даже часть старых локомотивов переделали — так как это разновидность работы по СМЕ,
вагон с кабиной водителя — это единица, но без мотора 🙂

Выгоды:
В основном, чтоб не тратить время на перецепку локомотивов на конечных, да и путевое развитие большинства конечных станций очень ограниченное — обычно только два пути и второй путь занят поездом который ждет отправления.
А новые станции вообще зачастую тупиковые без возможности перецепки вообще.

Кстати из-за последних аварий и нехватки вагонов на одну из маленьких тупиковых станций пустили «поезд» состоящий из одного двухэтажного головного вагона (даже пол-вагона, т.к. вторую половину занимает дизель-генератор для освещения и кондиционирования) и тепловоза.

Re: Ещё пример — Белоруссия (+)
nejest 18.07.2005 14:59

> В частности, поезда, которые ходят по маршруту Витебск —
> Бигосово и его укороченному варианту Полоцк — Бигосово. С одной
> стороны — тепловоз (тип не помню), с другой строны — вагон
> оканчивается кабиной машиниста, примерно как на обычных
> электричках. (Кстати, сам поезд производства Демиховского
> завода.)
Это обычный Дизель-поезд , который отличается от других дизель-поездов только использованием вместо одного из головных вагонов тепловоза М62, и снятием с во втором головном вагоне дизельного двигателя и наличием на месте двигательного отсека, салона для пассажиров.

Re: Ещё пример — Белоруссия (+)
Boris 18.07.2005 15:20

> В частности, поезда, которые ходят по маршруту Витебск —
> Бигосово и его укороченному варианту Полоцк — Бигосово. С одной
> стороны — тепловоз (тип не помню), с другой строны — вагон
> оканчивается кабиной машиниста, примерно как на обычных
> электричках. (Кстати, сам поезд производства Демиховского
> завода.)

Сдаётся мне, что это не производство, а переделка из ДР-1А. Вместо одного головного вагона тепловоз М62, вторая голова — родной вагон ДР-1А с демонтированым дизелем.

Ответы от очевидца, правдивые в меру или паровоз без микропроцессоров 🙂 (+)
МихаилТ 18.07.2005 19:51

И так! Про Германию знаю вот что:
1) Ни к каким микропроцессорам система «тяни-толкай» отношение не имеет, так как применялась она ещё в 30ые (1936г) годы с паровозами! Паровоз полностью управлялся из кабины машиниста, а состав состоял из новейших тогда двухэтажных вагонов. посмотреть на них можно тут(нажать на первую картинку для увеличения), заодно и историю почитать (немецкий :(( )
Распространение такая система получила в 50ых годах с развитием пригородного (а так же дальнего) сообщения в регионе Франкфурта-на-Майне, там главный вокзал тупиковый. (Использовались паровозы и всё больше тепловозы (по сообщениям Википедии, в паровозе всё же был специально обученный кочегар, который управлял «газом», тормозил же машинист. Информацию о полностью автоматических паровозах не нашёл, но точно где-то читал — они были. ))
2) Вроде бы нет (тут точно не уверен. )
3)Ясное дело — НЕТ. Иначе бы не ездили.
4) Такое бывает например — аварии на переездах когда впереди головной вагон, в котором пассажиры. (всё же очень редко случаются такие аварии. )
5) и то и другое и паровоз 🙂
6) Управление, как уже писали, осуществляется полностью из передний кабины состава (не важно где она, в локомотиве или головном вагоне) Машинист в кабине один.
7) Экономия времени на перец локомотива в тупиковых вокзалах, которых в Германии полно.

Про дальнее сообщение — с 1956г. между Франкфуртом-на-Майне и Кёльном открылось движение скорого поезда E 792/793. Состоял из нового тогда тепловоза серии V 80 и трёх вагонов (один головной). По ходу маршрута, поезд четыри раза менял направления движения («делал голову», как говорят немцы. ) Служил доказательством надёжности такой системы.
Сейчас такие «тяни-толкаи» (немецкий: Wendezug) дальние поезда IC проходят всю Германию (время в пути около 10 часов, растояние около 1000км). Тут опять не уверен, но логика говорит, что локомотив всё-таки не меняют за всё время в дороге.
А вот у региональных поездов локомотивы точно не меняют.

Так же советую почитать темы это форума про винтовые сцепки, про немецкие двухэтажные вагоны и проч. Там и фотки есть :))
например тут сцепки
или тут двухэтажники
Ну или написать мне, я и фото поищу или сам сделаю, и информацию переведу — самому интересно 🙂

Тянуть или толкать? Нужен ли полный привод для легковушек

Полноприводная трансмиссия считается атрибутом внедорожников или кроссоверов. Однако некоторые модели легковых машин также оснащаются приводом на все четыре колеса. Как правило, им вооружены премиальные седаны большой мощности, производящиеся в Европе или в Америке. Среди японского импорта тоже встречаются полноприодные легковушки, однако почти все они оказываются спортивными и имеют спецподготовку для гоночных трасс. Это Mitsubishi Lancer Evolution или Subaru Impreza WRX. В хозяйстве они почти бесполезны, чего не скажешь о немецких и шведских легковых машинах, для которых полный привод предлагается как опция. Чем они хороши?

Поездки зимой

В первую очередь полноприводная трансмиссия очень полезна для универсалов повышенной проходимости. Эти легковые автомобили были придуманы в Швеции, а затем стали производиться и в Германии. Предназначены они в первую очередь для скользких заснеженных дорог. А универсальный кузов помогает брать большое количество груза в багажник. Volvo XC70 стал легендарным автомобилем. Длинный кузов обладает большой базой свыше 2700 мм, из-за чего достигается высокая устойчивость машины на прямиках.

Другими словами, чем длиннее машина, тем она устойчивее на льду и на снегу. А легковой кузов обеспечивает низкий центр тяжести, из-за чего улучшаются маневренность и управляемость.

Полный привод позволяет автомобилю не забуксовать на сложных обледенелых участках. Кроме того, электронные системы трансмиссии, управляющие муфтой, помогают так распределять тягу между осями, чтобы держать машину всегда ровно, не давая ей сползать в поворотах к обочине или к противоположному краю трассы.

Конечно, на бездорожье универсалам повышенной проходимости делать нечего, но вот во время снегопадов лучшего транспорта пожелать трудно. Полноприводная машина хорошо разгоняется и за счет тяги на задних колесах способна подруливать кормой. При добавлении тяги начинает проявляться избыточная поворачиваемость, которая способствует компенсации сноса. Помимо Volvo XC70, хорошо себя зарекомендовали универсалы Audi A6 allroad quattro с постоянным полным приводом.

Длинный кузов

Еще один тип автомобилей, которому полный привод необходим как воздух, — это премиальные полноразмерные седаны. В середине 70-х годов прошлого века автопроизводители стали переходить на передний привод. Он считался более прогрессивным по сравнению с классическими схемами компоновки. Однако передний привод предполагал и существенное изменение конструкции машин. Необходимо было загрузить ведущие колеса, чтобы они не проскальзывали и могли обеспечить хорошее сцепление с дорогой. Для этого двигатель и коробку передач стали размещать впереди ведущей оси. Для сохранения компактности конструкции мотор и трансмиссию развернули поперек хода машины. Таким образом, в моторном отсеке концентрировалось до 60% веса автомобиля, благодаря чему колеса хорошо придавливались к земле и могли обеспечить должное ускорение.

Однако все это хорошо работало на компактных машинах. На длинных премиальных автомобилях с мощным мотором передний привод подбрасывал много трудностей. Длинный кузов нарушает распределение масс внутри корпуса. Чем длиннее оказывалась машина, тем больше веса «волочилось» за ведущими колесами сзади.

Этот процесс можно представить, если посмотреть, как железнодорожный локомотив тянет множество груженых вагонов. Они тормозят поезд. Поэтому при подъеме в горку маневровые тепловозы идут сзади и толкают вагоны. Так же и на длинных автомобилях ведущие колеса лучше всего располагать сзади, так как ведущая ось у них лучше загружена и, значит, сильнее цепляется за асфальт. Чем больше весит кузов, тем сильнее он давит на заднюю ведущую ось.

Другое дело — переднеприводная мащина. Чем она длиннее и тяжелее, тем меньше толка от передних ведущих колес. Они буксуют, проворачиваются, срываются в снос на скользких поворотах.

Чтобы наделить длинный автомобиль характером переднеприводной машины и обеспечить хорошую загрузку ведущей оси, премиальные модели стали оснащать полным приводом.

Впервые на легковых машинах полный привод стала использовать компания Audi. Это был знаменитый постоянный полный привод с самоблокирующимся дифференциалом типа Torsen, способный распределять тягу между двумя осями. С такой трансмиссией автомобили Audi проявляли чудеса управляемости, в том числе и на скользком покрытии. Стало возможным фигурное управление, в том числе езда боком по кругу, а также слалом с динамическим забросом кормы и прочие упражнения, помогающие справляться с трудными ситуациями на дорогах.

Кроме того, длинный автомобиль с большим премиальным кузовом уже почти никогда не буксовал, так как все его колеса толкали машину вперед.

В целом сейчас премиальный автомобиль должен иметь или задний привод, или полный. Переднеприводная трансмиссия ставится в основном на небольшие модели классов A, B, C и D.

Разгон и управляемость

Раллийным машинам полный привод необходим для хорошей управляемости. Впервые он появился на Audi Quattro, участвовавшей в раллийных гонках в Монте-Карло в 1980 году. Полноприводная трансмиссия тогда позволила заметно улучшить динамику болида.

Дело в том, что задний или передний привод не позволяют быстро разгонять машину на зыбких покрытиях и на гравийке. Передний привод вообще имеет ограничения по мощности. Его колеса буксуют, и энергия тратится на износ резины. Считается, что предел мощности для переднеприводных машин — это 250 л. с.

Поэтому полный привод в раллийных машинах необходим для наращивания динамики разгона на коротких промежутках.

Сейчас неплохих успехов в конструировании спортивных полноприводных машин достигли японцы из Subaru и Mitsubishi, которые предлагают всем желающим фактически готовые спортивные болиды Subaru Impreza WRC или Lancer Evolution. Достаточно установить на них каркас безопасности, и можно отправляться на соревнования.

В этих машинах легковой кузов позволяет снизить центр тяжести, а полный привод с электронным управлением управляет колесами таким образом , чтобы они обеспечивали максимальное сцепление с дорогой на разных покрытиях и, следовательно, быстро разгоняли машину.

Почему практически бесполезно делать локомотив мощнее

Физика движения локомотива такая: чем он мощнее, тем лучше он трётся о рельс и больше тянет. При этом чем больше вам нужно тянуть, тем тяжелее должен быть локомотив, чтобы не проскальзывать по рельсу. А чем тяжелее он будет, тем больше шансов повредить рельс. В итоге примерно к 2000-м годам вся эта система достигла равновесия: более-менее устаканились ТТХ отечественных локомотивов с учётом ширины колеи и допустимого износа пути.

То есть если нужно тянуть длинный товарняк, используется не более мощный и тяжёлый локомотив, а подцепляются вторая, третья или даже четвёртая секции.

В итоге производство локомотивов из растущего вертикально скачками благодаря НИИ превратилось в эволюционирующее постепенно, выигрывающее несколько процентов то тут, то там. И главные выигрыши сейчас — в экономике, то есть себестоимости и скорости серийного производства.

Давайте покажу завод «Уральские локомотивы» — но не ту часть, где прекрасные Ласточки, а ту, где самый хардкор.

Вот так производство выглядит изнутри. Справа и слева — обрабатывающие центры, сверху — краны, на которых можно перемещать детали дальше.

Производство, мы идём в правую часть. Гламурная левая — для «Ласточек». Справа преимущественно сталь, слева преимущественно алюминий, и материалы стараются не пересекать.

Почему понадобились локомотивы вообще

Так исторически сложилось, что у нас с вами очень большая страна. В качестве кандидатов на логистические пути ещё при царе рассматривались дирижабельные трассы, железная дорога и речные пароходы. Уже тогда железная дорога эффективно обошла речной транспорт, а дирижабли что-то не взлетели. В итоге к концу СССР мы имеем одну из самых крупных в мире железнодорожных систем, от которой очень сильно зависит почти всё в стране.

Дальше с 1993 года по 2003 год парк тяги почти не обновлялся и быстро устаревал и амортизировался. К началу двухтысячных стало понятно, что объём перевозки грузов будет снова расти. Понадобилось много новых тепловозов и электровозов. Электровозы были нужны больше, поскольку их системный экономический КПД был выше. При этом у нас на тот момент было два стандарта электрификации — на переменном и постоянном токе. Постоянный достался нам ещё от царя (но в прод вошёл в СССР), а переменный — более современный стандарт. На переменном токе контактная сеть 25 кВ, а ток небольшой очень. На постоянном всё наоборот – 3 кВ, но при этом токи очень большие, поэтому частые пережоги проводов. Но, очевидно, перекладывать старую электрификацию — почти космическая программа.

Первые электрифицированные участки начали появляться примерно в 1926 году. Была электричка под Баку, там электрификация была 1,2 кВ. Переменный ток появился в середине 50-х. Первые электровозы купили во Франции. Появился Н60 (ВЛ60) на ртутных выпрямителях. Из-за паров ртути было много проблем со здоровьем машинистов — это, в частности, к вопросу безопасности и эргономики рабочего места. Потом уже появились более современные выпрямители — ВЛ60К с «К» в конце, потому что кремниевые.

В СССР электровозы переменного тока делал Новочеркасский электровозостроительный завод, а для постоянного тока — Тбилисский завод. На 2003 год Новочеркасск был жив, а Тбилисский завод, скорее, нет. То есть они брали разовые заказы, выпускали локомотивы старых серий и вообще не входили в состав нашей страны.

В 2003 году понадобился новый завод, и его основали под Екатеринбургом, в Верхней Пышме. Напомню, Екатеринбург — это город-завод, куда в ВОВ эвакуировали очень много тяжелого производства из Москвы. Почти полный цикл производства материалов и компонентов рядом был — ну, если не считать таких штук типа электродвигателя или его прошивки, которые довольно тяжело отлить на оборудовании времён ВОВ. Позже «Группа Синара» и «Сименс» заключат союз, и у нас будет локализовано производство наиболее наукоёмких частей для разных поездов. Так старый завод сварных машиностроительных конструкций стал «Уральскими локомотивами».

Модификация ВЛ11

Первые заказы были на модификацию 30 старых добрых рабочих лошадок ВЛ11. В первую очередь туда были нужны новые микропроцессорные системы управления, плюс раз уж всё разбирали — несколько пропатчили кабину, чтобы она была комфортнее и соответствовала новым нормам труда. Тогда в 1998 году впервые для России и стран СНГ возникли нормы безопасности для сертификации подвижного состава. Кто-то понял, что замерзающий скрюченный машинист не в полной мере может сосредоточиться на работе, и появились требования по микроклимату и основным эргономическим параметрам рабочего места. В смысле, не то, чтобы всё было так плохо, но стало удобнее, просторнее, и локомотивы стали испытывать для диапазона температур +50 и -50 не только в плане «узлы не отказывают».

Фрагмент кабины ВЛ11 из музея железных дорог Екатеринбурга

Более современная кабина 2ЭС6

Гораздо важнее, что стояла задача набраться опыта модернизации ВЛ11 и разработать электровоз переходного периода. Стратегия РЖД подразумевала, что сначала будет выпущена некая времянка, которая закроет острую потребность в тяге, а потом уже придут перфекционисты и сделают нормальный электровоз. Поскольку в развитии РЖД работают здравые люди, и у них есть огромный НИИ для оценки долговременных параметров, уже тогда подозревали, что времянка будет постоянной, и поэтому хотели собрать все шишки как можно раньше на ВЛ.

Самое важное — локомотивы переходного периода всё ещё были с коллекторными тяговыми двигателями (следующее поколение поменяет движки), но уже с интегрированной микропроцессорной системой управления.

Локомотивы переходного периода 2ЭС6

На локомотив накатили все мелкие патчи, которые копились примерно последние полвека.

Увеличили комфорт локомотивной бригады.

Выросла сила и мощность — в первую очередь сила тяги. В локомотиве вообще главное не мощность, а его способность что-то за собой тащить (где что-то — это грузовые вагоны).

Появилась система самодиагностики и вообще куча микросхем площадью менее 1 квадратного метра. Это же изменило парадигму управления. Если раньше электровоз в плане устранения неисправностей в пути был похож на беготню с перемычками, которыми надо было отсекать участки цепей, то теперь он стал программно-управляемым, то есть машинист мог сделать всё с пульта.

Сейчас в производстве трёхсекционная «Синара» (2ЭС6). Одну секцию на практике никто не эксплуатирует, потому что для разворота нужен круг, а у нас в стандарте почти везде тупики, то есть нужно иметь кабину спереди и кабину сзади. Сцепка из двух секций даёт нужную силу тяги и возможность ездить в обе стороны. Если нужно больше тяги — в середину ставят третью бустерную секцию. Она принципиально такая же, как две другие, просто без кабины. Например, такие сцепки используются на Кузбассе для перевозки угля — для поездов до 12 тысяч тонн. Как правило, бустерную секцию из сцепки не вынимают, а просто эксплуатируют всё это вместе как один объект. Для самых тяжёлых участков используется две бустерные секции внутри, получается «квадрат» — четырёхсекционный электровоз.

И ещё из очень важного — к этому моменту уже улучшились материалы, и можно было переделать много узлов под новый сопромат. Появились новые стали, которые могли держать гораздо большую нагрузку большее время. А это дало возможность улучшить почти всё: и обычное поведение, и поведение в кривых, и во время набора и сброса тяги, и реакцию на удары от неровностей путей. Самое важное — усталостная прочность стали, по ней в сфере закладывается двойной запас.

Тележка для 2ЭС6

Ну и кое-что поменялось в самой архитектуре узлов. Если на Свердловской железной дороге у ВЛ11 бандаж надо менять на колесе и на колесной паре каждые 350 тысяч километров, то на 2ЭС6 надо менять его каждые 500 тысяч километров. Хотя бандаж там стоит тот же самый — но из-за особенностей устройства лучше вписывается в кривые. Те же листовые рессоры заменены на более сложные, двигающиеся не только вверх-вниз, но и по горизонтали.

2ЭС6 выпущено 1155 штук, и они вполне нормально эксплуатируются на железных дорогах по всей стране.

Вот так трёхсекционка выглядит сверху:

А это охлаждение:

Вот таблички ждут своего часа:

Конечно, я не удержался и заглянул в вентилятор:

Сварка аккуратная, потому что её делает робот. Красноватые метки — это приходил контроль качества и нанёс свой раствор.

А вот портрет робота-сварщика:

Рядом с ним работают и обычные мужики:

2ЭС10 «Гранит»

Следующее поколение — 2ЭС7 и 2ЭС10. 2 — это две секции (может быть и больше), ЭС — электровоз секционный, 6, 7 и 10 — тип. Художественное название получили тип 6 двухсекционный электрический – «Синара», и тип 10 двухсекционный электрический — «Гранит».

«Гранит» получился очень крутым на тот момент. Потому что он упёрся уже не в конструкционные особенности и недостаток технологий, а в те самые физические пределы по рельсам и ширине колеи.

Музейный экспонат: чем может кончиться излишняя нагрузка на головку рельса

В итоге как раз «Гранит» максимально соответствует задаче «перевозить максимум грузов минимумом единиц тяги». Плюс его можно было производить много, очень много — сейчас завод готов делать до 320 секций в год, то есть если делать только двухсекционки — 160 локомотивов в год. На конец весны произведён 171 «Гранит» и 12 2ЭС7.

К сожалению, для гордости патриотов это некоторый удар: главная наукоёмкая часть разработки как ЭС10, так и ЭС7 — это асинхронные приводы, которые привнёс «Сименс». Правда, собираются они сейчас уже в России в Санкт-Петербурге.

Асинхронные приводы дали более плавное регулирование тяги, чем приводы с независимым возбуждением (а они регулировались плавнее приводов первых поколений). Микропроцессорное регулирование дало возможность лучше работать с тягой — и это тоже сыграло на основную задачу. Там, где двухсекционный ВЛ11 везёт в номинале 4 тысячи тонн, новый может взять 5,5 тысяч тонн (у электровоза с приводом независимого возбуждения тяговых двигателей сила тяги лучше там реализуется, чем у обычного электровоза примерно на 12-14%, а у асинхронного выигрыш ещё до 12%). Разместить в тележке коллекторные движки больше чем 800-850 кВт не получается из-за текущих изоляционных материалов. На 2ЭС6 двигатель уже был мощностью 810 кВт, и дальнейшее развитие лежало уже только через асинхронный привод. 2ЭС6 — 5,5 тонн масс движка на 810 кВт, 2ЭС10 — примерно 4 тонны на 1050 кВт.

Схема расположения оборудования в 2ЭС10, изображение предоставлено пресс-службой «Уральских локомотивов»

Электродвигатель «Ласточки», просто оцените размер

Конечно, можно пойти и по другому пути — маневрировать количеством секций (сейчас дополнительные подцепляют на подъёмах) или же модернизировать сам путь, либо расширяя колею, либо меняя стали головки рельса. Но это, как вы понимаете, скорее, из области фантастики.

Ещё по мере прогресса электровозов менялось торможение — рекуперация, более точное управление. Это влияет на техническую скорость: пневматическое торможение вообще-то не даёт такую фичу как «сбросить скорость на 5 км/ч». Практика была такая: идёте вы на 80 километров в час, применяете торможение и через 7-8 минут едете уже 40. А вот задачи уровня «ехать с точно заданной скоростью через N минут» или «удерживать фиксированную скорость на спуске» решались очень примерно. Точное их решение даёт возможность выбирать оптимальные варианты движения — то есть экономить энергию.

Поменялось охлаждение. Более мощные машины потребовали индивидуальных вентиляторов на каждую тележку. В следующем поколении и на каждый двигатель вентилятор будет свой.

У коллекторных электровозов (2ЭС6) интервал между техобслуживаниями не очень большой, а у асинхронных в силу другой архитектуры обслуживание не через сутки происходит, а через 96-120 часов.

Ещё немного про завод

Вот примерно так выглядит сборка деталей локомотивов:

Отдельный центр обработки:

Завод создавался не по «советской» схеме полного цикла, а по европейской (или по довоенной московской), когда, например, то же литьё делается там, где с ним уже работают. То есть приезжает довольно много деталей высокой степени готовности. То, что критично для изделия, — изготавливается на месте, остальное дособирается. То есть если на ТВЗ оказалось проще собирать мебель для вагонов внутри комплекса, то тут те же электрошкафы приезжают готовыми.

Преобразователи собственных нужд для 2ЭС6

Из последних приобретений завода — новая покрасочная линия для крупных элементов. Вообще, окраска тут совершенно особенная, потому что наносится два слоя грунта и поронаполнитель, а только потом основной слой. До окраски элемент обрабатывается в дробеструйной камере. В комплексе 2 камеры для мелких деталей, 3 камеры для крупных узлов (рам тележек), моечная камера. До секции стоит дробеметная установка и дробеструйка, после — сушильная камера.

Если на всём заводе элементы и материалы двигаются кранами или перевозятся на погрузчиках, то в покрасочной линии есть своя транспортная система — элемент один раз подвешивается и едет до последнего. В старых камерах надо было двигать всё вручную.

Вот ручная окраска сложных участков. Краски используются водорастворимые.

Контроль качества

Качество контролируется по IRIS (ISO/TS 22163). Как обычно — входной контроль поставок, сквозной контроль (каждый следующий обрабатывающий центр — внутренний заказчик с требованиями по приёмке) и приёмочные испытания. Внутренний контроль автоматизируется, где можно — например, геометрия колёсных пар замеряется роботом с лазером (Calipri). На электрической пусконаладке стоит «Адаптроник» NT 850. Её мы в это посещение лично не видели, но вот цитата из описания: «В программу системы вносятся все электрические схемы, на основании которых подключенный к вагону NT 850, проводит проверку каждой схемы, каждого соединения во всех узлах вагона».

Всё то, что можно контролировать неразрушающими методами (магнитопорошковый для поиска дефектов поверхностей, ультразвуковой для поиска дефектов внутри, вихретоковой для поиска дефектов структуры металла + рентген + капиллярный метод) — контролируется ими. Часть продукции выборочно контролируется разрушающими методами — то есть выбирается случайная деталь, случайный кусок материала или другой элемент из потока и относится посмотреть прочность на растяжение, на химические анализы, макрошлифование сварных швов и так далее.

Вот лежат оси, ждут контроля качества. Это оси электровоза, их очень легко отличить от осей «Ласточек»

Оси «Ласточек». Все оси проверяют на комплексе «ГЕОМЕТРИКС-О» — робот берёт ось, качает ей, крутит — и на основе нагрузок на разные датчики ищет геометрические дефекты.

Куда двигаться дальше

К концу года должен появиться новый электровоз 2ЭС6А с асинхронным приводом. Причём отечественного производства. И это базовая платформа для целой линейки машин.

Конечно, завод идёт по пути локализации. И пандемия, и вообще последние экономические события заставляют где-то просто экономически стимулировать отечественных производителей, где-то учить и помогать поставить какие-то процессы — но те, кто способен конкурировать с европейскими поставщиками, подключаются к программе поставок. И, конечно, системно выгодно, чтобы таких было больше.

Гораздо больше сосредоточено не в изменении изделия, а на производстве. За последние годы сильно снизилась себестоимость проектирования, например. Если раньше конструкторский коллектив состоял из нескольких тысяч человек, которые упирались по производительности в бутылочное горлышко бумажного чертежа и калькулятора, то сейчас ту же работу могут делать 120 человек, имеющих нормальный софт. Примерно похожий процесс произошёл с технологами, которые могут сразу же проектировать ТЗ для обрабатывающих центров и выгружать на станки параметры. Для примера на Новочеркасском заводе во времена его расцвета работало около 14 тысяч человек, и выпускал он тот же порядок электровозов по количеству в год. На «Уральских локомотивах» же работает 3917 человек (на апрель 2021). То же примерно количество локомотивов плюс «Ласточки» (всего выпущено 1338 электровозов на начало июня и 193 «Ласточки», там в том числе пятивагонные, семивагонные и десятивагонные). Да, понятно, что это другие инвестиции в оборудование и автоматизацию, но итоговый выигрыш всё равно ощутимый.

С нами сегодня был Виталий Брексон, первый заместитель генерального директора по технической политике.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *