Тепловозы
Тепловозы компании EMD для пустыни Для надежной работы тепловозов, предназначенных для эксплуатации в условиях пустыни, требуется применение специальных технических решений. Такие локомотивы должны быть адаптированы к воздействию высокой температуры воздуха, низкой влажности, песчаных бурь и других факторов. Компания Electro-Motive Diesel (EMD, США) — дочернее предприятие компании Progress Rail Services, входящей в состав Caterpillar, в течение нескольких десятилетий поставляет тепловозы с электрической передачей мощности в страны Ближнего Востока и Северной Африки. EMD, в частности, разрабатывала и строила локомотивы для Саудовской Аравии, Объединенных Арабских Эмиратов и Мавритании. Эти тепловозы сертифицированы для работы в сложных климатических условиях, в том числе при температуре воздуха от –40 до +50 °С. Для эксплуатации в условиях пустыни EMD предлагает тепловоз SD70ACS (последняя буква S в наименовании модификации обозначает sand — песок). Шестиосный
локомотив колеи 1435 мм (рис. 1) создан на основе серийно выпускаемого EMD магистрального грузового тепловоза SD70ACe, широко распространенного на железных дорогах Северной и Южной Америки, а также Австралии. Тепловоз SD70ACS оснащен разработанным EMD дизельным двигателем серии 16-710 мощностью 3,2 МВт и тяговой передачей переменного тока. Примененная на локомотиве микропроцессорная система EM2000 регулирует режимы работы дизеля и тягового генератора, а также диагностирует оборудование с сохранением архива данных. Дизель соответствует действующим в США нормам вредных выбросов уровня 3. Конструкция кабины обеспечивает защиту от попадания песка. На
Рис. 1. Построенный на заводе компании EMD в Манси (США, штат Индиана) для Мавритании тепловоз SD70ACS
локомотиве установлено оборудование для работы с системой ETCS. Технические характеристики тепловоза представлены в таблице. К работе в условиях пустыни адаптирован и созданный EMD тепловоз GT46ACS. Он предназначен для вождения поездов из вагонов с относительно небольшой осевой нагрузкой. В конструкции локомотивов SD70ACS и GT46ACS реализованы несколько специфических решений, позволяющих эксплуатировать эти тепловозы в регионах, для которых характерны экстремально высокие температуры воздуха и песчаные бури (рис. 2). Важная особенность тепловозов, предназначенных для эксплуатации в таких условиях, — применение двухступенчатой активной системы фильтрации, которая очищает всасываемый воздух от мелкого песка и взвешенных частиц. Очищенный воздух используется для охлаждения оборудования локомотива, включая дизель, тяговый генератор, тяговые двигатели, шкаф с электрической аппаратурой и систему снабжения сжатым воздухом. Песок отделяется от всасываемого воздуха и удаляется. Для минимизации вероятности проникновения песка в оборудование локомотива предусмотрена надежная изоляция кабины, кузова, ящика с аккумуляторной батареей и дверей отсеков. Кожухи тяговых передач оснащены усовершенствованными лабиринтными уплотнениями. Попаданию песка препятствует также усиленная обшивка кузова. Специфическое решение потребовалось для повышения надежности вентиляторов радиаторов тепловозов SD70ACS и GT46ACS. Опыт
42 ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2015, № 7
Тепловозы
эксплуатации показал, что в быстро движущемся потоке воздуха, проходящем через лопасти вентилятора, наблюдается высокая концентрация песка. Интенсивное воздействие песка ведет к износу лопастей и сокращению срока службы вентилятора. Для борьбы с этим явлением на лопасти вентилятора нанесено покрытие, защищающее их от воздействия песка, что способствует продлению срока службы вентилятора и обеспечению надежной работы системы охлаждения в тяжелых условиях. Использование системы обдува рельсов для удаления с них песка — еще одна важная особенность работы локомотивов в условиях пустыни. Для более эффективной очистки пути специалисты EMD усовершенствовали установленные на локомотиве пескоочистители. Тепловоз оборудован двумя неподвижными пескоочистителями и одним подвижным, опускаемым по команде машиниста для удаления массивных песчаных наносов, которые могут покрыть рельсы. Применение специально разработанной для жаркого климата конструкции крыши позволяет минимизировать теплопередачу в кабине и наряду с системой кондиционирования воздуха обеспечивает безопасную и комфортную среду для локомотивной бригады. В кабину локомотива подается только очищенный воздух. Разработанные EMD системы управления дизелем EMDEC и EM2000 предотвращают неконтролируемое повышение частоты вращения (разнос дизеля), чрезмерное понижение давления воды и масла, повышение температуры масла и давления в картере. Они постоянно отслеживают значения температуры и автоматически корректируют основные параметры, обеспечивая надежную и безопасную работу всех устройств локомотива. В состав системы охлаждения входят два двухскоростных вентилятора, что позволяет уменьшить
Технические характеристики тепловоза SD70ACS
Параметры Длина, м Высота, м Мощность, кВт Максимальная скорость, км/ч Тяговое усилие, кН: в длительном режиме при пуске Усилие при динамическом торможении, кН Коэффициент сцепления: в длительном режиме при пуске Запас топлива, л Запас охлаждающей воды, л Тип дизеля Периодичность технического обслуживания, сут Масса, т
Значения 22,63 4,84 3215 112 698 850 472 0,37 0,46 15 520 1230 16-710G3C-T1 184 190
Рис. 2. Поезд с локомотивом SD70ACS на одной из линий железных дорог Саудовской Аравии
температуру охлаждающей жидкости при тяжелых погодных условиях и минимизировать отклонения параметров дизеля от оптимальных значений. Специальные вентиляторы используются для охлаждения тяговых генераторов, тяговых двигателей и шкафов с электрооборудованием. Для управления устройствами вентиляции используется система EM2000, контролирующая поддержание режимов работы компонентов оборудования в допустимых пределах. Воздух, который служит для охлаждения, подвергается им-
пульсной фильтрации, что необходимо для предотвращения попадания песка в важнейшие узлы локомотива. Микропроцессорная система управления автоматически регулирует величину тягового усилия при вождении длинносоставных и тяжеловесных поездов с низкой скоростью и обеспечивает защиту тягового оборудования. D. Babinec. International Railway Journal, 2015, № 1, p. 33; материалы компании Progress Rail Services (www.progressrail.com).
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2015, № 7 43