Что мощнее электровоз или тепловоз
Что быстрее Паровоз Тепловоз или Электровоз?
Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 01.11.2021
Есть вопрос-что быстрее движется паровоз, тепловоз или электровоз? Каждый тип локомотива имеет свою максимальную, так называемую, конструктивную скорость и у всех типов она разная.
Например у пассажирского тепловоза и электровоза конструктивная скорость должна быть повыше, а у грузовых поменьше. Но в целом современные локомотивы имеют достаточную конструктивную скорость, пассажирские тепловозы: 100, 120, 140 км/час а некоторые представители и больше, пассажирские электровозы: 120, 140, 160 и даже 200 км/час, как знаменитые «чехи»-ЧС-200.
Электровоз ЧС200
Но были и представители славной паровозной братии, которые бегали и под 140 км/час- например паровоз П-36, который эксплуатировался в пассажирском движении на очень многих дорогах СССР.
Паровоз серии ИС
Отдельные опытные экземпляры паровозов, такие как ИС-20, достигали скорости и 200 км/час, но только экспериментальным порядком.
Так что вопрос кто быстрее имеет один ответ — все могут быстро и тут такого явного приоритета нет. Но все опять упирается в установленные на каждой дороге скорости движения поездов, поэтому это соревнование явно не имеет смысла.
Самый мощный локомотив в России
Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 05.11.2021
Сейчас мы рассмотрим серьезный вопрос: какой у нас локомотив самый мощный?
Скажу сразу, все современные тепловозы и электровозы обладают большой мощностью, достаточной для вождения тяжеловесных грузовых поездов и пассажирских поездов с большой скоростью, так сказать, «с ветерком». Но есть один тип локомотива, мощнее которого пока ничего не придумано. О нем я расскажу, чуть позже, сохраню интригу.
На Российских железных дорогах сейчас трудится большой спектр локомотивов все они современны и достаточно сильные. Пробежимся слегка по электровозам: ВЛ80С,Т; ВЛ85; 2ЭС4К; 3ЭС5К («Ермак») основные грузовые электровозы переменного тока, мощность в секции у каждого составляет порядка 4500 л.с., а все они многосекционные, вот и умножьте : две секции по 4500 л.с.- уже 9000 л.с., а три секции – вот и 13500 л.с., а если по системе многих единиц (два двухсекционных электровоза управляются с одного пульта) вот уже и 18000 л.с.! Неплохо, правда!
Практически такая-же картина и с электровозами постоянного тока: ВЛ10; ВЛ11; 3ЭС4К; 2ЭС6 («Синара»), мощность их точно такая-же.
Пассажирские электровозы: ЭП1; ЭП1М; ЭП1П отечественные машины переменного тока имеют мощность порядка 4000 л.с., есть у нас еще электровоз двойного питания (работает на переменном и постоянном токе), это ЭП20, мощность его такая-же. Давно, еще со времен Советского союза работают, и очень здорово работают, на наших дорогах знаменитые «Чехи» — пассажирские электровозы переменного и постоянного тока, произведенные в ЧССР. Эти машины составляли и еще составляют, практически весь пассажирский парк электровозов на доброй половине всех железных дорог России! Это электровозы переменного тока: ЧС4Т; ЧС8 и постоянного тока: ЧС2; ЧС3; ЧС2Т; ЧС6; ЧС7 и ЧС200, мощность их одинакова с отечественными электровозами.
Тепловоз 2ТЭ25К
В настоящее время Брянским машиностроительным заводом выпускаются тепловозы 2ТЭ25К («Пересвет»), мощностью до 4000 л.с., в секции, а они выпускаются в двухсекционном и трехсекционном исполнении. Вот и представьте себе, уже, наверное, посчитали – 12000 л.с. Очень даже мощно! Пассажирские тепловозы ТЭП60; ТЭП70 и ТЭП70БС (имени Бориса Саламбекова) имеют мощность 4000 л.с., исполняются в односекционном варианте и развивают скорость до 160 км/час, есть чем гордиться!
Газотурбовоз ГТ1
Ну и наш лидер, творение Людиновского тепловозостроительного завода – газотурбовоз ГТ1, мощностью 11284 л.с. Газотурбовоз – это локомотив, силовая установка которого состоит из газовой турбины с соответствующей передачей, на данном локомотиве, передача – электрическая, переменно-постоянного тока. Это когда турбина вращает генератор переменного тока (он намного легче и проще генератора постоянного тока), затем ток снова трансформируется в постоянный, через выпрямительную установку, и уже на постоянном работают тяговые электродвигатели (они мощнее и система регулирования напряжения на них гораздо проще и дешевле, чем на асинхронных электродвигателях).
Нельзя сказать, что газотурбовоз, машина нового, нет, они строились по всему миру и раньше, в СССР на Коломенском тепловозостроительном заводе было спроектировано и построено несколько типов газотурбовозов, в том числе и для пассажирского движения. Дело в том, что в эксплуатации данный локомотив очень сложен и прожорлив — газовая турбина все-таки! А мощность их сильно не опережала мощность эксплуатируемых тепловозов, поэтому в серию они не пошли, но работы по ним велись и ведутся по сей день, результат налицо – газотурбовоз ГТ1.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/z5-1-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/z5-1-1024×684.jpg» width=»1024″ height=»684″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/z5-1-1024×684.jpg» alt=»Газотурбовоз ГТ1 | Газотурбовоз ГТ1 | Движение24″class=»wp-image-775″ data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/z5-1-300×200.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/z5-1-768×513.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/z5-1.jpg 1024w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»Газотурбовоз ГТ1 | Движение24″ /> Газотурбовоз ГТ1
Что мощнее тепловоз или электровоз?
Всегда было интересно, кто может больше увезти, электровоз или тепловоз? Сколько лошадиных сил и какой момент у каждого?
Если взять серийный тепловоз 2ТЭ116 ( в простонародье «горбатый), выпускающийся на Луганском тепловозостроительном заводе, то его мощность составляет 2х2250.6 кВт или 2х3060 л.с.
Электровоз 2ЭС10 имеет мощность от 8800 кВт до 13200 кВт.
На самом деле бывают разные тепловозы и электровозы. Тепловозы намного тяжелее электровозов, поэтому у них трение сильнее об головку рельса, из-за этого тепловоз может взять больший вес в сравнении с электровозом, но электровозы часто возят вес системой, то есть несколько электровозов прицепляются друг к другу, управление идёт с головного поезда, тогда электровоз становится более мощным.
Электровоз ВЛ 10 Выпускался вначале Тбилисским электровозостроительным заводом ТЭВЗ затем Новочеркасским электровозостроительным заводом НЭВЗ с 1961-1977 год. Самая удачная модель которая используется и по наше время. AleksQuantum верно заметил что электрические тяговые двигатели мощность измеряется в кВт и величина не постоянная. Все 8 тяговых электрических двигателя выдают мощность 5605 кВт, в лошадиных силах это примерно 7120 л.с.
Что такое локомотив? Какие бывают виды локомотивов?
Опубликовано 25.07.2019 · Обновлено 04.02.2021
Ни для кого не секрет, что эти огромные и сильные машины являются основой в работе железных дорог всего мира и работая на них я всегда испытывал благоговение перед их мощью и силой поднимаясь в кабину и садясь за пульт управления!
Электровоз, Тепловоз, Электровоз
Что такое локомотив
Локомотив — это движущая единица подвижного состава на железных дорогах. Именно благодаря локомотивной тяге движутся любые поезда (за исключением электро- и дизельпоездов).
Локомотивы подразделяются на разные типы, это паровозы, тепловозы и электровозы, а также по роду службы: пассажирские, грузовые и маневровые.
Паровозы это отдельная тема и мы обязательно побеседуем с вами об этих безусловно легендарных ретро-локомотивах, которые внесли свою огромную лепту в развитии железных дорог, а в принципе это локомотив который движется благодаря силе пара, который двигает поршни в цилиндрах и посредством кривошипно-шатунного механизма вращает колеса ну а дальше все понятно. У меня есть подробный материал об устройстве паровозов, можете прочесть.
Тепловоз
Тепловозы
Тепловозы – локомотив имеющий свою силовую установку, в основном дизельную и не зависящий от контактной сети, он так сказать, мобилен. Очень много у нас не электрифицированных железных дорог и тепловоз еще очень не скоро уйдет в прошлое, сегодня это очень мощные, компьютеризированные локомотивы и без них движение поездов невозможно. Так как-же тепловоз работает? Тепловозы имеют разные виды передачи мощности силовой установки к колесным парам но главные : электрическая и гидравлическая.
Передача мощности в тепловозах
Электрическая передача: дизель вращает генератор, а генератор вырабатывает ток, который и поступает на тяговые электродвигатели. Тяговые электродвигатели устанавливаются на колесные пары или на рамы тележек и посредством тяговых редукторов передают вращающий момент на колесные пары и мы едем! Конечно это все не так просто, но я описываю это простым и понятным языком, кому интересно глубже окунуться в эту тему, пожалуйста, задавайте вопросы и мы конкретно поговорим обо всем! Электрическая передача является самой распространенной и мощной в тепловозном мире. А в маневровой работе тепловозам нет равных! Практически вся маневровая работа на железных дорогах выполняется ими. Мощности тепловозов варьируются по роду службы от 1000 и до 6000 лошадиных сил, ну а тепловозы могут состоять из трех и четырех секций, поэтому мощность может быть и выше.
Электровоз
Гидравлическая передача: мощность дизеля передается колесным парам посредством жидкости /масло/ через гидротрансформаторы, гидромуфты и карданные валы к тяговым редукторам, колесные пары вращаются и мы едем!
Данные тепловозы используются в основном в маневровой работе на предприятиях промышленности, ну и на станциях ОАО РЖД.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2-1024×683.jpg» width=»1024″ height=»683″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2-1024×683.jpg» alt=»Тепловоз ТГМ16М-005 | Тепловоз ТГМ16М | Движение24″class=»wp-image-1122 size-full» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2-300×200.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2-768×512.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/c5-2.jpg 1200w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»Тепловоз ТГМ16М-005 | Движение24″ />
Данная передача не боится воздействия влаги, пыли, вредных выбросов и всего такого прочего. Поэтому из-за очень высокой влажности тепловозы с гидропередачей работают на железной дороге острова Сахалин под маркой ТГ16 и ТГ16М на всех службах.
Как расшифровать названия моделей?
А как-же расшифровать, что написано на табличках на тепловозах?
Очень просто:
Например: ТЭП-тепловоз с электрической передачей пассажирский или ТЭМ-тепловоз с электрической передачей маневровый. Ну и конечно: ТГ-тепловоз с гидравлической передачей.
Если впереди идут цифры, например 2ТЭ10-тепловоз с электрической передачей 10 модели двухсекционный /2/ а бывает и 3-трехсекционный и 4-четырехсекционный. Вот так.
Где производят тепловозы?
Тепловозы на сегодня выпускаются на
Коломенском тепловозостроительном заводе /магистральные пассажирские и немного грузовые с электрической передачей/,
Людиновском тепловозостроительном заводе /магистральные и маневровые тепловозы с гидравлической передачей а также и маневровые тепловозы с электрической передачей/. Во времена СССР основное производство магистральных тепловозов было сосредоточено на Ворошиловградском /Луганском/ тепловозостроительном заводе им. Октябрьской революции /Украина/, ну и конечно понятно что его уже не существует. Маневровые тепловозы с электрической передачей выпускались Брянским машиностроительным заводом. Хорошо помогала и братская ЧССР: маневровые тепловозы ЧМЭ3 /Чехословацкий маневровый с электрической передачей/ мощностью 900 лошадиных сил. Эти трудяги и сейчас во всю работают на маневровой работе. Немного тепловозов выпускал и выпускает Камбарский машиностроительный завод, но только для узкой колеи / 750 мм/. Промышленные тепловозы с гидравлической передачей небольшой мощности выпускал Муромский завод. Ну вот вкратце по тепловозам все.
Электровозы
Теперь электровозы: это локомотивы которые питаются переменным или постоянным током от контактной сети, к которой естественно и привязаны. Большинство железных дорог в нашей стране электрифицированы и конечно большинство перевозок выполняют электровозы.
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526-300×200.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526.jpg» width=»1000″ height=»666″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526.jpg» alt=»Электровоз ВЛ65 сине-бело-красный цвет флага | Электровоз ВЛ65 сине-бело-красный цвет флага | Движение24″class=»wp-image-3440 size-full» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526-300×200.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526-768×511.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/12/88526.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Электровоз ВЛ65 сине-бело-красный цвет флага | Движение24″ />
Это очень мощные локомотивы, способные перевозить тяжеловесные поезда на любом профиле пути а также с высокой скоростью водить пассажирские поезда.
Какие бывают электровозы?
Как я выше отмечал электровозы подразделяются на электровозы переменного и постоянного тока. Принцип работы практически одинаков: токоприемниками происходит съем тока с контактной сети и через прохождение силовых аппаратов, которые управляются цепями управления, ток поступает на тяговые электродвигатели, которые через тяговые редукторы передают вращающий момент на колесные пары и мы едем!
Проще в устройстве являются электровозы постоянного тока, так как не требуют изменения тока из переменного в постоянный для питания тяговых электродвигателей и через ряд силовых аппаратов регулируется напряжение и следовательно ток на тяговых электродвигателях.
В электровозах переменного тока все сложнее, смысл в том, что на всех электровозах постоянного и переменного тока установлены тяговые электродвигатели постоянного тока!
» data-medium-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-300×210.jpg» data-large-file=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-1024×716.jpg» width=»1024″ height=»716″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-1024×716.jpg» alt=»Машинное отделение электровоза | Машинное отделение электровоза | Движение24″class=»wp-image-1030 size-full» data-srcset=»https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-300×210.jpg 300w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1-768×537.jpg 768w, https://cdn.dvizhenie24.ru/2019/07/h1-1.jpg 1098w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»Машинное отделение электровоза | Движение24″ />
Электровозы переменного тока гораздо тяжелее по весу в отличие от своих «постоянных» собратьев ну и посложнее конечно. Но мощность их гораздо выше соответственно и больше возможностей в тяге.
Поэтому на электровозе переменного тока необходимо еще и преобразовать переменный ток в постоянный, а это требует установки большого числа электрических аппаратов и машин для этого, например: тяговый трансформатор, выпрямительные установки, фазорасщепители, сглаживающие реакторы и больше вентиляторов для охлаждения не только тяговых электродвигателей но и этих установок.
Ну а напряжение в контактной сети постоянного тока составляет 3000 вольт, а переменного тока 27000 вольт. И сейчас при постройке новых железных дорог и их электрификации останавливаются на переменном токе. Также производится и переделка контактной сети для работы на переменном токе, например участок Слюдянка – Зима на Восточно-Сибирской железной дороге.
Варианты исполнения электровозов
Пассажирские электровозы выпускаются в односекционном исполнении и имеют обозначение ЭП-электровоз пассажирский, также выпускаются и активно работают на сети дорог электровозы двойного питания и имеют они обозначение ЭП20, их можно увидеть на Московских вокзалах.
Грузовые электровозы выпускаются в многосекционном исполнении (2 секции и 3 секции) они также могут работать по системе многих единиц, это когда объединяют два двухсекционных электровоза и они становятся одним целым четырехсекционным локомотивом.
Управляется такой локомотив одной локомотивной бригадой из одной кабины. Многосекционные электровозы имеют современное обозначение 2ЭС5К или 3ЭС5К, что означает двухсекционный или трехсекционный электровоз системы 5К переменного тока, у электровозов постоянного тока также, только другие цифры.
Где производят электровозы?
Раньше все электровозы имели обозначение ВЛ – Владимир Ленин. Но эпоха социализма закончилась и изменилась система обозначения электровозов. На данный момент электровозы выпускает Новочеркасский электровозостроительный завод / НЭВЗ /, немного помогает Коломенский тепловозостроительный завод.
Раньше электровозы выпускал и Тбилисский электровозостроительный завод, но в силу известных причин он канул в лету. На НЭВЗе выпускаются еще так называемые тяговые агрегаты-смесь электровоза и тепловоза, эти агрегаты работают в угольных карьерах и рудниках, в системе ОАО РЖД они не эксплуатируются.
Ну вот на сегодня все. В дальнейшем мы поговорим о том как работают железные дороги в целом и люди на них, коснемся многих технических вопросов, например почему на локомотиве нет руля и как он поворачивает и многое другое.
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
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:
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.