ЛОКОМОТИВОСТРОЕНИЕ

БУДЕТ ВНЕ КОНКУРЕНЦИИ, ЕСЛИ БУДЕТ

Строительство нового предприятия по производству электровозов, которое ведется ООО "Первая локомотивная компания" ( ПЛК) в городе Энгельсе Саратовской области, с самого начала было окружено завесой секретности (подробнее см., например, "TRAXX по-саратовски" в "Транспорте" № 12, 2014 г.). Участники проекта воздерживались от комментариев, а руководители РЖД вообще сомневались в целесообразности создания нового завода.

Как бы там ни было, к концу зимы этого года цеха завода были возведены и полностью завершено сооружение административно-бытового корпуса. Летом компания опубликовала технические характеристики перспективного электровоза, предназначенного для сборки в Энгельсе, и теперь можно оценить перспективы распространения данной машины на "пространстве 1520". Главнейшая особенность электровоза, который будет обозначен как 2ЭВ120, - это его двухсистемность, то есть способность работать как на линиях постоянного, так и на линиях переменного тока.

В Западной Европе необходимость изготовления многосистемных электровозов появилась уже в 1960-е годы. Исторически сложилось так, что национальные железнодорожные сети использовали различные системы тока. Например, в Германии, Австрии и Швейцарии использовали переменный ток 15 кВ 16 2/3 Гц, во Франции - переменный ток 25 кВ 50 Гц и постоянный 1,5 кВ, в Бельгии и Италии - постоянный ток 3 кВ.

Естественно, возникла задача стыкования различных родов тока и передачи поездов через пограничные участки. Для этого были спроектированы и построены двух-, трех- и четырехсистемные электровозы. Наибольшую потребность в таких машинах испытывали Бельгийские железные дороги, которые должны были обеспечить транзит грузовых поездов во Францию, Германию и Голландию.

В последнее десятилетие широкое распространение на линиях колеи 1435 мм получили многосистемные электровозы семейства TRAXX компании Bombardier Transportation, а также Vectron фирмы Siemens AG (подробнее см. "Универсал для Финляндии" в "Транспорте" № 3, 2014 г.). Кстати, весной этого года первый Vectron появился и на колее 1524 мм. Опытная машина этой серии проходит в настоящее время испытания в Финляндии. Правда, эта ширококолейная машина предназначена пока лишь для переменного тока 25 кВ 50 Гц.

В СССР в 1970-1980-е годы использовались две системы тока: постоянный 3 кВ и переменный 25 кВ 50 Гц. Участки, электрифицированные на постоянном и переменном токе, располагались довольно причудливым образом. Бывало и так, что в пределах даже одной дороги использовались обе системы электрификации. К числу таковых относились, например, Октябрьская, Львовская и Восточно-Сибирская железные дороги.

В основном проблема передачи транзитных составов решалась сооружением станций стыкования родов тока. На этих станциях имелась возможность переключения рода тока на приемо-отправочных путях. Это позволяло производить смену локомотивов. Кроме того, Новочеркасским заводом было выпущено сравнительно небольшое количество двухсистемных электровозов серий ВЛ82 и ВЛ82М.

В современной России велась работа по упорядочению применения разных родов тока. Так, например, в связи с электрификацией всего Мурманского хода Октябрьской магистрали участок Лоухи-Мурманск был переведен с постоянного на переменный ток. Аналогичным образом участок Тайшет-Слюдянка Восточно-Сибирской дороги реконструировали на переменный ток.

В России были построены двух- системные пассажирские электровозы серий ЭП10 и ЭП20 (подробнее см., например, "Второй первый" в "Транспорте" № 6, 2011 г.). Если электровозы ЭП10 показали себя не с лучшей стороны, то локомотивы ЭП20 в настоящее время выпускаются в Новочеркасске и работают с пассажирскими поездами на нескольких направлениях от Москвы.

Тем не менее грузовые электровозы, способные работать как на постоянном, так и на переменном токе, в России в этом веке не выпускались. Остававшиеся в парке РЖД несколько машин серии ВЛ82М давно не эксплуатируются. Таким образом, работоспособных двухсистемных грузовых локомотивов нет ни в парке РЖД, ни тем более у частных операторов.

Двухсекционный TRAXX

ПЛК, видимо, собирается решить проблему отсутствия в России двух- системных грузовых локомотивов. Новый электровоз спроектирован с применением узлов и деталей, используемых на локомотивах семейства TRAXX, эксплуатируемых на дорогах Западной Европы. Вместе с тем данную машину ни в коем случае нельзя рассматривать как всего лишь адаптацию существующего локомотива к российским условиям. Электровоз 2ЭВ120, имеющий также обозначение TRAXX RU F120MS, создан специально для магистралей России и СНГ и до его проектирования похожих машин в ряду серий локомотивов, выпускаемых Bombardier, не было.

Электровоз 2ЭС120 имеет классическую для грузовых электровозов России компоновку. Машина состоит из двух четырехосных секций, имеющих по одной кабине машиниста с каждой стороны. При этом каждая секция укомплектована всем необходимым оборудованием и может работать автономно.

Кузов локомотива выполнен несущего типа бескаркасной конструкции. Он собран из нескольких модулей, выполненных при помощи сварки. В качестве основного конструкционного материала используют низколегированную сталь, сохраняющую свои прочностные свойства при низких температурах окружающего воздуха. Крыша локомотива спроектирована из трех съемных модулей. На крыше каждой секции смонтировано по два токоприемника. Таким образом, всего локомотив имеет четыре пантографа.

Экипажная часть каждой секции состоит из двух тележек FLEXX Power 140 RU, способных обеспечить передачу на рельсы нагрузки в 25 тонн на ось и следование локомотива со скоростью до 120 км /ч. Рама тележки - коробчатого типа, выполненная при помощи сварки с отдельными коваными элементами. Рессорное подвешивание предусмотрено двухступенчатое, причем в обеих ступенях используются пружины Flexicoil. Кроме того, тележки оснащены гидравлическими демпферами.

На каждой тележке установлено по два асинхронных тяговых двигателя Mitrac TM 3800F с принудительным воздушным охлаждением. Тяговые двигатели имеют опорно-осевое подвешивание с использованием подшипников качения.

На электровозе установлено тормозное и пневматическое оборудование германской фирмы Knorr- Bremse. В каждой секции локомотива смонтировано по два компрессора, из которых основной имеет производительность 3,5 м3/мин, а вспомогательный - 0,6 м3/мин.

Внутри кузова локомотива размещены тяговые трансформаторы и преобразователи. Цепи управления локомотива выполнены двухпроводными, они рассчитаны на питание постоянным током 110 В. Локомотив оснащен электронной системой управления, выполненной с применением модулей MITRAC TCMS, которая обеспечит поосное регулирование силы тяги. Это необходимо для предупреждения боксования колесных пар локомотива.

В качестве дополнительной опции локомотив может быть оборудован вспомогательной дизель-генераторной установкой, что позволит ему совершать маневровые передвижения на неэлектрифицированных участках.

Для обеспечения тяги поездов различного веса локомотив сможет работать по системе многих единиц ( СМЕ). При этом в одну сплотку могут быть объединены три или четыре секции локомотива.

Электровоз разработан в климатическом исполнении, позволяющем эксплуатировать его на магистралях Урала и Сибири. Рабочий диапазон температур от -55 до +45°С.

Сравнить с кем

С тем чтобы понять, насколько востребованным будет электровоз из Энгельса, имеет смысл сравнить его с другими аналогичными электровозами колеи 1520 мм. Стоит сразу сделать оговорку, что, поскольку локомотив 2ЭВ120 имеет асинхронный тяговый привод, сопоставлять его нужно лишь с другими грузовыми электровозами, оборудованными такого рода тяговыми двигателями. Рассматривать 2ЭВ120 в одном ряду с локомотивами, оснащенными тяговыми двигателями постоянного тока, вряд ли стоит, поскольку эти машины принадлежат к разным поколениям развития тягового подвижного состава.

Если проанализировать характеристики электровоза 2ЭВ120 вместе с другими машинами (2ЭС5, 2ЭС10, KZ8A), оказывается, что данные либо идентичны, либо отличаются крайне незначительно. И в этом нет ничего удивительного, так как параметры локомотивов выбраны исходя из максимально возможного использования инфраструктуры колеи 1520 мм, существующей на постсоветском пространстве. Все эти локомотивы спроектированы исходя из осевой нагрузки 25 тонн. Поскольку все электровозы имеют по две четырехосные секции, то есть восемь сцепных осей, получается, что масса локомотивов - 200 тонн.

Казалось бы, при заданном сцепном весе электровозы могли бы отличаться по мощности тяговых двигателей. Но и здесь нет особого простора для конструкторской мысли. Дело в том, что для современных электровозов вес состава ограничен при трогании с места не мощностью тяговых двигателей, а сцеплением колеса с рельсом. Иными словами, увеличение мощности тягового двигателя приведет к боксованию локомотива или к необходимости принудительно ограничить силу тяги при трогании поезда с места. Таким образом, дальнейшее увеличение мощности грузового электровоза может быть использовано лишь при необходимости следовать по расчетному подъему с более высокой скоростью. Но и это достижение не вполне однозначно положительно, так как возникнет больший расход электроэнергии. Именно по этим причинам практически все электровозы имеют мощность 8800 кВт. Увеличение этого показателя было бы осуществимо при увеличении осевой нагрузки, например, до 30 тонн, но по параметрам сети это пока невозможно.

Разумеется, есть и другие характеристики, имеющие серьезное значение для эксплуатационников. Это стоимость локомотива, затраты на его техническое обслуживание и ремонты, надежность машины. Такие данные по электровозу 2ЭВ120 пока отсутствуют. Они могут появиться лишь в случае начала серийного выпуска локомотивов и получения определенного опыта их эксплуатации. По стоимости можно лишь прогнозировать, что из-за применения асинхронного тягового привода, а также обилия импортных комплектующих, машина будет дорогой. Скорее всего цена будет не менее $6 -7 млн за локомотив.

Нашли фишку

Решение начать производство в Энгельсе именно двухсистемных грузовых локомотивов нужно признать оправданным. Завоевание места на поделенном (а по сути - сформированном) действующими игроками рынке тягового подвижного состава - задача непростая. Вступать в прямую конкуренцию, предложив идентичные машины, вряд ли рационально.

В данном же случае Энгельсский завод может предложить нечто уникальное. Как это ни странно, но на "пространстве 1520" вплоть до лета этого года вообще отсутствовали современные двухсистемные грузовые электровозы. С другой стороны, будь на такое изделие спрос со стороны перевозчика - почти наверное грузовой двухсистемник уже бы эксплуатировался.

Как сообщили "Транспорту" в ПЛК в конце июля, первый локомотив 2ЭВ120 уже собран, и в компании надеются представить его специалистам и публике на выставке "ЭКСПО 1520", которая пройдет в сентябре этого года в Щербинке. От других комментариев в ПЛК отказались, сославшись на принятую в компании информационную политику.

Однако даже на основании этих скудных сведений можно предположить, что в 2017 году первый электровоз будет проходить испытания, а его сертификацию можно было бы ожидать примерно в 2018 году.

Появление подобной машины имеет большое значение не только для России, но и для других стран с широкой колеей. Известно, например, что железные дороги Азербайджана в ближайшие годы переходят с постоянного на переменный ток (подробнее см. "От Баку до самого Карса" в "Транспорте" № 1-2, 2015 г.). После того как это произойдет, возникнет проблема передачи поездов на магистрали России и Грузии, которые останутся на постоянном токе. Двухсистемные электровозы позволяют решить этот вопрос без сооружения дорогостоящих станций стыкования различных родов тока.

Обсуждается вопрос об электрификации линий Латвии и прилегающих участков Белорусской дороги, причем будет использоваться переменный ток 25 кВ 50 Гц (подробнее см., например, "Вдоль Даугавы" в "Транспорте" № 5, 2012 г.). В то же время пригородные участки вокруг Риги пока эксплуатируются на постоянном токе. Использование двухсистемных локомотивов позволило бы безболезненно пережить начальный период внедрения в Латвии переменного тока, а может быть, и сохранить на какое-то время постоянный ток в окрестностях Риги.

Наибольшая же потребность в двухсистемных электровозах может быть в России и на Украине. Политика РЖД по внедрению длинных тяговых плеч, при которых один локомотив будет следовать с поездом через несколько железных дорог, может способствовать распространению двухсистемных локомотивов. Таким образом, объективная потребность в новации есть.