Тепловозы XXI века, страница 3

При создании нового шестиосного тепловоза за Adtranz были разработка основной рамы и кузова, кабины управления с кондиционированием воздуха, тележек, сцепных устройств, тормозного оборудования, а также сборка и испытания локомотива. GE отвечала за разработку дизеля, систем подачи топлива и охлаждения, генератора, тяговых двигателей и иного электрооборудования, включая систему динамического торможения, электронной аппаратуры системы управления, в том числе дисплеев и программного обеспечения. Семейство тепловозов получило название Blue Tiger. В их конструкции использован модульный принцип, дающий возможность ускорить проектирование и изготовление в различных вариантах (кузовном или капотном), упростить ремонт и техническое обслуживание. В зависимости от условий работы на них предполагают устанавливать 8-, 12-, 16-цилиндровые дизели и использовать хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации технические решения и комплектующие изделия. Осевая нагрузка тепловоза может варьироваться от 18 до 25 т при полной массе 108 - 150 т, максимальная скорость от 120 до 200 км/ч при мощности дизеля 2200 - 4400 л. с. Электродинамический тормоз способен поглощать мощность от 1720 до 3720 кВт.

Первый демонстрационный тепловоз Blue Tiger с серийным обозначением DE-АС33С построен для колеи 1435 мм. Тепловоз опирается на две трехосные бесшкворневые тележки Henschel Flexifloat с односторонним расположением тяговых двигателей. В первой ступени рессорного подвешивания применены винтовые пружины и гидравлические гасители колебаний, во второй - пружины Flexicoil. Особенности этой тележки - высокие прочность и надежность, длительный срок службы. Межремонтный период для сварной рамы, которая не подвержена действию скручивающих сил, составляет 10 лет. Диаметр новых колес тепловоза 1067 мм. Буксы соединены с рамой тележки с минимумом сочленений. Силы тяги и торможения передаются наклонными штангами, закрепленными на тележке на уровне осей колесных пар, а на кузове на уровне сцепки, что обеспечивает максимальное использование коэффициента сцепления и ограничивает до 5 % перераспределение осевых нагрузок. Тележка обладает хорошими и стабильно сохраняемыми динамическими характеристиками, обеспечивающими плавность хода даже на изношенном пути и снижение износа колес и рельсов.

Кузов имеет две расположенные по концам звуко- и виброзащищенные кабины управления с боковой и задней дверьми, а также капотную среднюю часть. В раму встроен топливный бак емкостью 5 м³. Длина тепловоза по буферным брусьям 22 м, максимальная ширина 2,8 м, высота 3,71 м. Масса полностью экипированного локомотива 108 т, осевая нагрузка 18 т. Сила тяги при трогании составляет 517 кН, в продолжительном режиме 452 кН. Максимальная скорость локомотива 120 км/ч.

Для тепловозов семейства Blue Tiger выбран дизель GE7-DL. Такие дизели успешно работают на более чем 15 тыс. тепловозов постройки GE, за последние 10 лет их удельный расход топлива снижен на 3,5 %, срок службы до капитального ремонта продлен на 60 %. На демонстрационном тепловозе установлен 12-цилиндровый дизель 7-DL12 мощностью 3300 л. с. Частота вращения дизеля на высшей (восьмой) позиции контроллера равна 1050 об/мин, на холостом ходу 440 об/мин. Для управления дизелем применена микропроцессорная система управления, регулирующая вращающий момент. Давление впрыска повышено. Это улучшило тяговые характеристики, уменьшило на 2 % расход топлива и на 75 % дымность выхлопных газов. В приводе компрессора и вентиляторов охлаждения использованы асинхронные электродвигатели.

Для тепловозов нового семейства разработана электрическая передача переменного тока с асинхронными тяговыми двигателями, что позволило увеличить на 60 % силу тяги и на 56 % силу динамического торможения по сравнению с передачей постоянного тока при прочих неизменных параметрах. Коэффициент сцепления в расчетном режиме повышен до 35 %.

Генератор 5GMG199 прифланцован к дизелю. В общем корпусе этой синхронной машины фактически находятся два генератора - тяговый и вспомогательный, последний обеспечивает питание вспомогательных потребителей и зарядку аккумуляторной батареи.

У асинхронных тяговых двигателей GEB15A4 нет щеточно-коллекторного узла. Они практически не требуют ухода, кроме замены смазки, имеют высокую надежность и большой ресурс - 1,5 млн. км пробега между капитальными ремонтами. Все двигатели включены параллельно, их номинальное напряжение 1400 В. Каждый тяговый двигатель питается от отдельного инверторного преобразователя, состоящего из шести легко заменяемых установленных вертикально и охлаждаемых воздухом фазовых модулей массой 30 кг на запираемых тиристорах. Подвешивание тяговых двигателей опорно-осевое, моторно-осевые подшипники имеют конические ролики.

Управляет работой и обеспечивает защиту тягового и вспомогательного электрооборудования микропроцессорная система с цифровой передачей данных по волоконно-оптическим кабелям (для полной защиты от помех). В систему входят элементы контроля силы тяги каждой оси, самоадаптирующегося контроля и устранения боксования и юза, определения фактической скорости локомотива. Регулирование крутящего момента каждой оси осуществляется по цепочке инвертор - тяговый двигатель - колесо - рельс с учетом осевой нагрузки и коэффициента сцепления каждой колесной пары.

Основной служебный тормоз тепловоза электродинамический (реостатный), работающий до скорости 1 км/ч с автоматическим поддержанием тормозной силы на уровне, определяемом условиями сцепления. Тормозная система сохраняет 3/4 мощности при выходе из строя одного из резисторов и 5/6 при отказе одного из тяговых двигателей или инверторов. Окончательно останавливает поезд пневматический тормоз, управляемый отдельной компьютеризированной системой. Стояночный тормоз локомотива имеет пружинный привод.

Демонстрационный тепловоз прошел испытания на одной из железных дорог Германии со сложным планом и профилем и подтвердил расчетные характеристики. На участке с подъемом 40  ‰ в кривой радиусом 250 м локомотив взял с места поезд массой 1016 т, а при обратном следовании под уклон затормозил его только электродинамическим тормозом. Разработчики ожидают, что к концу нынешнего века будет заказано более 700 тепловозов нового поколения.

Revue Generale des Chemins de Fer, 1997, N 3, p. 22 - 34; Railway Gazette International, 1998, N 4, p. 236 - 238; Modern Railways, 1997, N 586, p. 442 - 444.