Финский дизель - хорошо, а российский - лучше

В последнее время возможность существенного повышения технического уровня, улучшения экономических и экологических характеристик отечественных тепловозов многие специалисты ОАО «РЖД» и ЗАО «Трансмашхолдинг» связывают с применением дизельных двигателей зарубежного производства. Вопросы оппонентов о стоимости технического обслуживания этих дизелей (как, впрочем, и другого импортного основного оборудования локомотивов) и о возможности организации такого обслуживания сервисными компаниями в отсутствие ремонтной документации, контрольного и диагностического оборудования, специального инструмента, возможности обучения персонала, в условиях полигонных технологий эксплуатации локомотивов с необходимостью устранения отказов «по месту обнаружения» во избежание их пересылок [1], как правило, остаются без ответа. И уж совсем неуместными считаются «нерыночные» вопросы о необходимости поддержки производителей отечественной техники, развития отечественных научных школ и технологий в области двигателестроения, станкостроения и машиностроения, наконец, повышения (или хотя бы сохранения) интеллектуального уровня нации и уровня безопасности (как экономической, так и военной) государства.

При этом обеими сторонами априори признаются высокий технический уровень дизелей, выпускаемых под такими брендами, как MTU, Caterpillar, Cummins, General Electric, Vartsila и др., и безусловное превосходство их экономических и экологических показателей над соответствующими показателями двигателей отечественного производства. Уверенность в этом превосходстве, основанная большей частью на беглом изучении рекламных проспектов указанных фирм, настолько велика, что вопрос о сравнительных эксплуатационных испытаниях однотипных тепловозов, оборудованных дизелями отечественного и зарубежного производства, с целью подтверждения заявляемых характеристик последних не ставится.

  Между тем в течение ряда лет на полигонах Северной и Октябрьской железных дорог эксплуатируются грузовые тепловозы 2ТЭ116УД, оборудованные дизелями GEVO12 фирмы General Electric (США), и маневровые тепловозы ТЭМ18В, оборудованные дизелями W6L20LA фирмы Wartsila (Финляндия). Эксплуатируются они на тех же участках и станциях, где задействованы практически однотипные с ними тепловозы 2ТЭ116У с дизель-генераторной установкой 18-9ДГ (ОАО ХК «Коломенский завод») и ТЭМ18ДМ с дизелями 1-ПД4Д (ОАО «Пензадизельмаш»). Такие условия весьма благоприятны для сравнительного анализа работы дизельных двигателей разного типа в условиях рядовой эксплуатации. Однако до сих пор никакой информации о результатах такого анализа не было.

Цель настоящей статьи – сравнительный анализ эксплуатационной эффективности маневровых тепловозов серии ТЭМ18ДМ с дизелями 1-ПД4Д и тепловозов ТЭМ18В с дизелем W6L20LA фирмы Wartsila (Финляндия). 

Объект анализа

В настоящее время в эксплуатации находятся тепловозы ТЭМ18ДМ с двумя модификациями дизелей 1-ПД4Д, отличающимися конструкцией системы управления топливоподачей. На тепловозы до номера 879 включительно устанавливали дизели с электронным регулятором частоты вращения типа ЭРЧМ-30Т (ООО «ППП Дизельавтоматика», г. Саратов) и серийной топливной аппаратурой высокого давления: индивидуальными насосами с поворотными плунжерами, управляемыми регулятором посредством рычажной передачи и регулирующих реек [2].

С номера 880 на тепловозы ТЭМ18ДМ начали устанавливать двигатели 1-ПД4Д с системой электронного управления впрыском топлива ЭСУВТ.01, разработанной и серийно выпускаемой ООО «ППП Дизельавтоматика» (г. Саратов). Эта система включает индивидуальные электроуправляемые топливные насосы высокого давления с электрогидравлическими клапанами, управляемыми импульсами, которые формируются микропроцессорным блоком управления [2]. При этом используются серийные форсунки с гидравлическим управлением. Такая конфигурация системы позволяет при минимальных (по сравнению с зарубежными аналогами) затратах решать широкий круг задач, связанных с оптимизацией управления работой дизеля в составе силовой установки тепловоза.

Особенности дизелей W6L20LA, применяемых на тепловозах серии ТЭМ18В, – аккумуляторная топливная система высокого давления (Common Rail) c постоянным давлением перед электроуправляемыми форсунками, а также система коррекции фаз закрытия впускных клапанов, или VIC-механизм [3]. Управление форсунками и фазами газораспределения в зависимости от режима работы двигателя осуществляется микропроцессорной системой управления.

Методика

В качестве исходных данных для анализа использовались результаты регистрации параметров силовых установок тепловозов установленными на них аппаратно-программными комплексами (АПК) «БОРТ» (НИИТКД, г. Омск).

Контрольная группа включала восемь тепловозов: по два тепловоза серии ТЭ18ДМ с разными системами управления топливоподачей и четыре тепловоза серии ТЭМ18В. Для каждого фрагмента данных (файла поездки, согласно терминологии АРМ АПК «БОРТ») формировался отчет, из которого по каждой поездке определялись следующие параметры:

– общее количество израсходованного топлива, кг;

–энергия, подведенная к тяговым электродвигателям (работа генератора), кВт∙ч;

– время работы дизеля на холостом ходу, ч;

– пробег тепловоза, км.

Чтобы повысить точность измерения количества израсходованного топлива, начальная и конечная точка фрагментов данных выбирались только на стоянке, не менее чем через 15 мин после остановки локомотива. Затем выполнялся «ручной» анализ данных с целью определения среднего за поездку расхода топлива на холостом ходу дизеля. Для этого фиксировалось количество топлива, израсходованного за периоды непрерывных длительных, не менее одного часа, стоянок тепловоза с работающим дизелем. С учетом величины среднего расхода топлива на холостом ходу, времени работы на холостом ходу и общего количества топлива, израсходованного за поездку, определялись количество топлива, израсходованного при работе тепловоза под нагрузкой (в движении), и средний удельный расход топлива на один киловатт-час работы генератора. Дополнительно вычислялась работа тягового генератора, приходящаяся на один километр пробега тепловоза. Последний показатель косвенно характеризует интенсивность нагружения тепловоза и является аналогом коэффициента использования мощности при работе тепловоза  под нагрузкой. 

Результаты

   Результаты расчетов приведены на рис. 1, 2. Из анализа результатов следует:

...............................

Полностью статья "Эксплуатационная эффективность тепловозов с отечественными и зарубежными дизелями" опубликована в № 3 журнала "Транспорт Российской Федерации". 

Авторы:

В. В. Грачев, к.т.н., доцент Петербургского университета путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС)

А. В. Грищенко, д.т.н., профессор ПГУПС,

Ф. Ю. Базилевский, к.т.н., доцент ПГУПС,

С. А. Сафонов, инженер, машинист-инструктор эксплуатационного локомотивного депо Санкт-Петербург Финляндский