Модернизированный тепловоз ТЭМ2-УГМК

| | Модернизированный тепловоз ТЭМ2-УГМК

Модернизированный тепловоз ТЭМ2-УГМК

тепловоз ТЭМ2УГМК

Тепловоз ТЭМ2-УГМК представляет собой шестиосный односекционный локомотив мощностью (по дизелю) 1200 л.с. с электрической передачей переменно-постоянного тока и предназначен для выполнения вывозной, маневровой и технологической работы на горнодобывающих, металлургических и других промышленных предприятиях, имеющих пути колеи 1520 мм. Данный локомотив получен путем проведения глубокой модернизации ранее выпущенных тепловозов серии ТЭМ2 различных индексов. По желанию Заказчика модернизация может быть проведена тепловозам серий ТЭМ18, ТЭМ15 и других, в основе которых лежит конструкция тепловоза ТЭМ2.

тепловоз ТЭМ2УГМК

Проект модернизации разработан компанией Woodward-MEGA (Венгрия). Данная компания имеет значительный опыт в проведении модернизации тягового подвижного состава в различных странах; в частности, компанией Woodward-MEGA успешно реализован проект модернизации тепловозов серии 2М62У Литовских железных дорог.

тепловоз ТЭМ2УГМК

Целью модернизации является существенное сокращение эксплуатационных затрат за счет замены устаревшего силового и вспомогательного оборудования более современным и экономичным, повышение производительности и коэффициента технической готовности, снижение затрат на обслуживание и ремонт. Также значительное внимание уделено улучшению условий труда локомотивной бригады и обслуживающего персонала.

тепловоз ТЭМ2УГМК

Для проведения модернизации на предприятии создано совершенно новое производство, размещенное в одном из реконструированных цехов. Производство оснащено самым современным оборудованием: моечными камерами, камерой для дробеструйной обработки крупногабаритных узлов (включая главную раму), окрасочно-сушильную камерой, необходимыми стендами, грузоподъемными механизмами и т.д. Для контроля геометрии главных рам используется высокоточное лазерное оборудование; разработана специальная технология правки и устранения дефектов главных рам тепловозов.

тепловоз ТЭМ2УГМК

При проведении модернизации все расположенные на главной раме узлы и агрегаты (включая кабину и элементы кузова) демонтируются и заменяются новыми. В конструкцию экипажной части и тормозного оборудования каких-либо изменений не вносится.

тепловоз ТЭМ2УГМК

На тепловозе ТЭМ2-УГМК применяется дизель-генераторная установка, состоящая из дизеля QST30-L2 и тягового агрегата ITAG-900/175, смонтированных на общей поддизельной раме.

Дизель QST30-L2 производства компании Cummins Inc (США) имеет мощность 895 кВт (1200 л.с.) при частоте вращения коленчатого вала 1800 об/мин. Двигатель 4-тактный, 12-цилиндровый, V-образный, с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Рабочий объем дизеля – 30,5 литров, диаметр цилиндров – 140 мм, ход поршней – 165 мм. Частота вращения коленчатого вала на холостом ходу – 650 об/мин. Масса дизеля 3555 кг.

тепловоз ТЭМ2УГМК

Двигатель имеет современную и надежную конструкцию, позволяющую исключить необходимость выполнения каких-либо ремонтных или регулировочных работ, связанных с полной либо частичной разборкой двигателя, в период до проведения его переборки; исключением является операция по регулировке механизма привода клапанов, которая проводится один раз при наработке дизелем 2000 м/ч. Также до первой переборки не требуется замены каких-либо деталей или узлов двигателя, за исключением сменных фильтроэлементов систем смазки, охлаждения и топливной системы. Срок службы дизеля до переборки – не менее 30 тыс. часов.

Система охлаждения двигателя – жидкостная, двухконтурная, с термостатами в обоих контурах, что обеспечивает ускоренный прогрев двигателя и поддержание температуры охлаждающей жидкости в оптимальном диапазоне. В качестве рабочей жидкости в системе охлаждения применяется антифриз.

В систему подачи воздуха в дизель входят два фильтра (по одному для каждого ряда цилиндров) с сухими сменными фильтроэлементами, рассчитанными на работу в условиях высокой запыленности воздуха. Фильтры оборудованы сигнализаторами засоренности, информирующими локомотивную бригаду о необходимости замены фильтроэлементов.

Для подачи воздуха в цилиндры служат два (по одному для каждого ряда цилиндров) турбокомпрессора HE851 производства Cummins Turbo Technology.

В топливной системе тепловоза применен фильтр грубой очистки топлива Industrial Pro производства Cummins Filtration. Особенностью данного фильтра является наличие изготовленных из прозрачного пластика колпаков, закрывающих сменные фильтроэлементы, что позволяет визуально оценивать степень засоренности фильтроэлементов и производить их замену исходя из фактического состояния.

Все узлы системы смазки, включая теплообменник, установлены на двигателе. Также на дизеле установлен электрический насос предпусковой прокачки масла. Общий объем масла в системе смазки двигателя – 148 литров.

В систему выпуска отработавших газов включен установленный на крыше дизельного помещения глушитель. Конструкция глушителя обеспечивает значительное снижение шума дизеля. Внешние поверхности глушителя закрыты матами из теплоизолирующего материала.

Во всех трубопроводах, связывающих дизель с внешними системами, предусмотрены гибкие компенсаторы.

Дизель QST30-L2 оснащен электронной системой управления, все основные элементы которой установлены непосредственно на двигателе. Система управления обеспечивает выполнение следующих функций:

  • изменение и поддержание заданной мощности и частоты вращения коленчатого вала по сигналам от системы управления тепловозом;
  • защита двигателя от недопустимых режимов работы;
  • диагностика систем двигателя и элементов системы управления двигателем;
  • сохранение в памяти информации о режимах работы двигателя и его систем;
  • обмен информацией с системой управления тепловозом по цифровой шине передачи данных стандарта SAE J1939, а также при помощи аналоговых и дискретных сигналов.

Запуск дизеля производится двумя электрическими стартерами напряжением 24 В. Для питания цепей управления двигателя и зарядки одной из групп аккумуляторной батареи на дизеле установлен зарядный генератор. Напряжение цепей системы управления двигателем – 24 В.

тепловоз ТЭМ2УГМК

Маховик двигателя соединен с ротором тягового генератора при помощи высокоэластичной муфты, служащей для гашения крутильных колебаний, возникающих во вращающихся частях дизель-генераторной установки. Конструкция муфты позволяет при необходимости производить замену упругих элементов без демонтажа тягового агрегата или дизеля. Для улучшения условий работы и продления срока службы упругих элементов высокоэластичной муфты картер маховика двигателя при помощи специального адаптера соединен с корпусом тягового агрегата в единую жесткую систему.

Тяговый агрегат ITAG-900/175 спроектирован и изготавливается компанией Woodward-MEGA (Венгрия), и состоит из размещенных в одном корпусе тягового и вспомогательного генераторов, встроенной выпрямительной установки и вентилятора охлаждения агрегата с индивидуальным приводом. Тяговый и вспомогательный генераторы являются трехфазными синхронными бесщеточными электрическими машинами с независимым возбуждением. Мощность тягового генератора – 900 кВт, напряжение на клеммах выпрямительной установки 650/340 В, ток – 1385/2647 А. Мощность вспомогательного генератора – 60 кВА при частоте вращения ротора 700 об/мин и 175 кВА при частоте вращения ротора 1200 об/мин и более; напряжение на клеммах – 260 и 400 В соответственно. Вал ротора агрегата опирается на два подшипника качения, срок службы которых составляет не менее 30 тыс. часов. Масса тягового агрегата 5800 кг.

Выпрямительная установка состоит из системы выпрямительных мостов, выводы которых подключены к внешней клеммной коробке. В конструкции выпрямительной установки предусмотрены шунты для измерения тока по каждой группе тяговых электродвигателей, а также встроенная защита от коммутационных перенапряжений.

В обмотки статора главного и вспомогательного генераторов, в выпрямительную установку, а также подшипниковые щиты встроены датчики температуры.

тепловоз ТЭМ2УГМК

Вентилятор охлаждения тягового агрегата приводится во вращение асинхронным трехфазным электродвигателем, частота вращения вала которого плавно регулируется системой управления тепловозом в зависимости от напряжения и тока тягового генератора, температуры обмоток тягового генератора и элементов выпрямительной установки. Забор воздуха на охлаждения тягового агрегата производится снаружи тепловоза через фильтры.

Дизель-генераторная установка опирается на главную раму через 16 резинометаллических виброизоляторов.

тепловоз ТЭМ2УГМК

В конструкцию главной рамы тепловоза внесены изменения, необходимые для установки новых агрегатов. Высота боковых площадок увеличена для возможности размещения кабельных каналов. Для компенсации снижения веса установленного оборудования в раме уложен балласт. Кроме того, под боковыми площадками установлены вновь изготовленные песочные бункеры.

тепловоз ТЭМ2УГМК

Конструкция тележек не изменяется, производится только их ремонт (в объеме заводского ремонта). Восстановление колесных пар, тяговых электродвигателей, автосцепок, поглощающих аппаратов и т.д. выполняется на специализированных предприятиях, имеющих необходимые лицензии

Охлаждающее устройство тепловоза выполнено в виде отдельного модуля, установленного в передней части главной рамы. В боковых проемах модуля охлаждающего устройства расположены коллекторы, на которых закреплены типовые тепловозные жидкостно-воздушные секции охлаждения жидкости горячего и холодного контуров дизеля. На верхней плоскости модуля охлаждающего устройства устанавливаются диффузор и облегченный вентилятор комбинированной конструкции с металлической ступицей и пластиковыми профилированными лопастями. Вентилятор приводится во вращение асинхронным трёхфазным электродвигателем, частота вращения вала которого плавно регулируется системой управления тепловоза в зависимости от температуры жидкости в контурах охлаждения двигателя. Модуль охлаждающего устройства закрыт кузовом, на передней стенке которого имеется дверь для осмотра и обслуживания оборудования, а на боковых, а также на крыше – жалюзи с электрическим приводом. Открытие и закрытие жалюзи производится системой управления тепловозом в зависимости от температуры охлаждающей жидкости в горячем и холодном контурах

В конструкцию системы охлаждения также включен независимый жидкостный отопитель ОДЖ30 производства ОАО «ШААЗ». Отопитель предназначен для предпускового подогрева охлаждающей жидкости двигателя и поддержания необходимой температуры двигателя и кабины машиниста при стоянке тепловоза с остановленным дизелем в ожидании работы. Отопитель устанавливается в дизельном помещении.

Тепловоз оборудован компрессорным агрегатом, состоящим из установленных на общем основании роторного компрессора BR 45/10/1 VH и асинхронного трехфазного электродвигателя. Производительность компрессора – 5,5 м3 при противодавлении 1 МПа. Компрессорный агрегат опирается на главную раму тепловоза через виброизоляторы.

Центробежные вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей приводятся во вращение асинхронными трехфазного электродвигателями. Частота вращения вентиляторов плавно регулируется системой управления тепловозом в зависимости от тока тяговых электродвигателей.

Силовое и вспомогательное оборудование, расположенное на главной раме, закрывается вновь изготовленным и состоящим из нескольких отдельных частей кузовом капотного типа с пониженным уровнем крыши. Для возможности демонтажа оборудования части крыши выполнены съемными. В боковых стенках кузова дизельного помещения имеются широкие двухстворчатые двери. Внутренние поверхности боковых стенок, дверей и крыши кузовов закрыты слоем звукоизолирующего материала и внутренней обшивкой из негорючего материала.

На тепловозе ТЭМ2-УГМК реализована электрическая передача переменно-постоянного тока. Тяговые электродвигатели, соединенные попарно в три группы, получают питание от тягового генератора через выпрямительную установку.

Система автоматического регулирования обеспечивает формирование тяговой характеристики тепловоза путем изменения возбуждения генератора, также предусмотрено две ступени ослабления поля тяговых электродвигателей. Регулирование возбуждения тягового генератора производится статическим возбудителем. Изменение направления движения тепловоза осуществляется путем изменения направления тока в обмотках возбуждения.

Электродвигатели приводов вспомогательных агрегатов (вентиляторов охлаждения тягового агрегата и тяговых электродвигателей, компрессора, вентилятора охлаждающего устройства) получают питание от вспомогательного генератора через статический преобразователь собственных нужд. Кроме того, преобразователь собственных нужд обеспечивает питание электрических цепей тепловоза напряжением 24 В и 110 В постоянного тока, а также 3 х 380 В и 220 В переменного тока частотой 50 Гц. Конструкцией тепловоза предусмотрена возможность питания цепей от внешнего источника переменным током напряжением 3 х 380 В частотой 50 Гц.

На тепловозе при меняется микропроцессорная система управления, обеспечивающая выполнение следующих функций:

  • управление запуском и остановкой дизеля, статическим преобразователем, контакторами силовых цепей, охлаждающим устройством, компрессором т.д.;
  • регулирование частоты вращения коленчатого вала дизеля, мощности тягового генератора, частоты вращения валов электродвигателей приводов вспомогательных агрегатов;
  • защита дизеля (дополнительно к системе управления двигателя), тягового агрегата и тяговых электродвигателей,
  • защита от боксования,
  • обработка сигналов от тормозной системы, системы бдительности и пожарной сигнализации, контроль сопротивления электрических цепей;
  • измерение тока и напряжения в силовых и вспомогательных цепях, частоты вращения коленчатого вала дизеля, температуры горячего и холодного контуров системы охлаждения и т.д.;
  • считывание данных из системы управления двигателем (давление в системах дизеля, наличие и вид неисправностей, наработка в моточасах и т.д.;
  • вывод данных о состоянии агрегатов и систем тепловоза на многофункциональные дисплеи, расположенные на пультах управления в кабине машиниста;
  • фиксация в памяти данных о работе агрегатов и систем тепловоза.

Система управления тепловозом взаимодействует с дизелем и элементами управления вспомогательными агрегатами по цифровой шине передачи данных. K данной шине также подключены расположенные непосредственно в местах расположения измерительных датчиков аналогово-цифровые преобразователи. Применение общей коммуникационной сети позволяет существенно сократить количество использующихся проводов и кабелей.

тепловоз ТЭМ2УГМК

Основные аппараты и устройства, входящие в силовые и вспомогательные электрические цепи, а также элементы системы управления тепловозом размещаются в камере электрооборудования.

тепловоз ТЭМ2УГМК

На тепловозе имеются две малообслуживаемые аккумуляторные батареи 2TN-5502 ёмкостью по ___550_ А/ч и напряжением 24 В. Обе батареи расположены в кузове аккумуляторного помещения на выдвижных поддонах. Одна из батарей предназначена для питания системы управления дизеля, другая – для системы управления тепловоза. При пуске дизеля обе батареи объединяются. Зарядка батареи системы управления дизеля производится от установленного на двигателе зарядного генератора, батареи системы управления тепловозом – от преобразователя собственных нужд.

Схема пневматического и тормозного оборудования тепловоза не изменяется.

На тепловозе устанавливается новая кабина машиниста, изготавливаемая ОАО «НПО автоматики» (г. Екатеринбург). В кабине по диагонали расположены два одинаковых пульта управления. Пульты управления оснащены многофункциональными цветными дисплеями, позволяющими контролировать работу всех систем и агрегатов тепловоза. Контроллеры машиниста выполнены в виде перемещающейся в вертикальной плоскости рукоятки и имеет только одну фиксированную позицию, соответствующую холостому ходу двигателя; перемещение рукоятки в рабочей зоне бесступенчатое. В кабине устанавливаются два регулируемых по высоте кресла, указатели электронного скоростемера КПД-3ПА, приборы управления тормозами, привод ручного тормоза и т.д.

Кабина машиниста оборудована высокопрочными лобовыми стеклами увеличенной площади с электрическим обогревом, стеклоочистителями и стеклоомывателями, обогреваемыми зеркалами обзора состава. Видимость с рабочего места машиниста значительно улучшена благодаря понижению уровня крыши капотов. Кабина оснащена кондиционером и двумя калориферами, подогретый воздух от которых по воздуховодам подается в нужные зоны кабины. Для улучшения условий труда локомотивной бригады в кабине также устанавливаются бытовой холодильник и микроволновая печь. По согласованию с Заказчиком тепловоз может быть оборудован радиостанцией, дополнительными устройствами безопасности и контроля бдительности машиниста.

тепловоз ТЭМ2УГМК

Тепловоз оборудован вспомогательной дизель-генераторной установкой малой мощности 8HDKАG производства Cummins ONAN, генератор которой питает статический преобразователь собственных нужд и обеспечивает функционирование цепей управления и освещения тепловоза, зарядку аккумуляторной батареи, работу независимого жидкостного отопителя и бытовых устройств в кабине машиниста при остановленном основном двигателе. Это позволяет существенно сократить общий расход топлива тепловозом, снизить количество вредных выбросов, а также уменьшить расходы на обслуживание за счет значительной экономии моторесурса основного двигателя.

тепловоз ТЭМ2УГМК

На тепловозе используются только светодиодные приборы освещения, включая прожекторы и буферные фонари.

В дальнейшем предполагается по желанию Заказчика устанавливать на тепловоз блок электродинамического тормоза.

Результаты эксплуатации тепловозов серии ТЭМ2-УГМК в условиях горно-металлургических предприятий Урала и Сибири подтверждают правильность выбора заложенных в конструкцию основных решений, а именно:

  • применение современного экономичного дизеля;
  • применение электрической передачи переменно-постоянного тока;
  • применение микропроцессорной системы управления;
  • применение регулируемых электрических приводов вспомогательных агрегатов;
  • применение вспомогательной дизель-генераторной установки.

Эксплуатирующими организациями отмечаются значительное (более, чем на 30%) снижение расхода топлива по сравнению с серийными тепловозами серии ТЭМ2, повышение производительности, увеличение коэффициента технической готовности, значительное улучшение условий труда локомотивных бригад.

Работа по дальнейшему совершенствованию конструкции тепловоза ТЭМ2-УГМК продолжается, ведется активная подготовка к проведению сертификации. Также рассматривается возможность и целесообразность проведения аналогичной модернизации тепловозов других серий, эксплуатирующийся на горно-металлургических предприятиях.

Начало серийного производства модернизированных тепловозов ТЭМ2-УГМК открывает новые возможности по обновлению локомотивного парка промышленных предприятий.

тепловоз ТЭМ2УГМК

Технические характеристики тепловозов ТЭМ2УГМК и ТЭМ2

Наименование ТЭМ2 УГМК ТЭМ2
1.                    Кол-во осей 6 6
2.                    Служебный вес, т 123,6±3% 120±3%
3.                    Конструкционная скорость, км/час 100 100
4.                    Объем антифриза (воды в тепловозе), л 220 1000
5.                    Запас топлива, л 6400 6400
6.                    Объем масла, л 148 500
7.                    Запас песка, кг 1400 2000
8.                    Система кондиционирования Да Нет
9.                    Микроволновая печь Да Нет
10.                Холодильник (для продуктов) Да Нет
11.                Предпусковой подогреватель Да Нет
12.                Низкокапотная компоновка Да Нет
13.                Пульт управления 2 1 (2)
14.                Тип воздушного компрессора роторный поршневой
-        производительность, м3 5,5 4,6
-        привод электрический механический
15.                Дизель QST-30L2 ПД1м
-        мощность, л/с 1217 1200
-        рабочий диапазон, об/мин 800-1800 300-750
-        число цилиндров 12, V-образный 6 рядное
-        температура запуска без подогрева, С◦ -9◦ +5◦
   
-        расход топлива, г кВт/час 203,6±5% 236
-        холостой ход, кг/час 3,7 (работает только вспомогательный дизель-генератор мощностью 8 квт поддерживающий микроклимат в кабине и температуру рабочих агрегатов) 11
-        вес (сухой), т 3,55 17,55
-        ресурс до капитального ремонта, лет 8 6
16.                Генератор ITAG 900 - 175 ГП 300
  переменного тока со встроенным генератором в одном корпусе постоянного тока
    - двухмашинный агрегат,
    - вспомогательный генератор
-        номинальная мощность, квт 900 780
17.                Привод вентилятора Электрический Механический
  64 квт от дизеля через редуктор

Скачать презентацию ТЭM2-УГМК

найти

Новинки

Теплообменники охлаждения наддувочного воздуха по технологии «Nocolok»
Радиаторы охлаждения по технологии «Nocolok»
Радиаторы отопителя по традиционной технологии
Радиаторы охлаждения по традиционной технологии
Все новинки
радиаторы системы охлаждения
радиаторы системы охлаждения
Территория присутствия
Вопросы и предложения