Ігор Білан, інженер
Аналіз сучасних науково-технічних досягнень говорить про те, що модернізація існуючого тягового рухомого складу АТ «Укрзалізниця» далеко не завжди виправдана, а вирішувати питання оновлення локомотивів необхідно активніше шляхом їх заміни.
Найбільш вагоме досягнення науки і техніки – прорив у виробництві електронних компонентів та мікроелектроніки, що призвело до можливості створення статичних та регульованих перетворювачів великої потужності з досить компактними розмірами.
Це дозволило сконструювати в кузові локомотива, обмеженого габаритом Т-1 та шириною колії 1520 мм, необхідні вузли та агрегати, що забезпечують функцію тяги та гальмування, досягти максимально можливої потужності на вісь локомотиву в 1600 кВт при навантаженні в межах 22–23 т/вісь. Збільшувати дані досягнуті показники вже недоцільно внаслідок перевищення сил зчеплення колісної пари з рейкою.
Крім того, виготовлення багатофункціональних програмованих мікросхем, а згодом мікропроцесорів та чипів, дозволило створити автоматичні системи керування рухомим складом. Водночас локомотивна бригада все більше концентрується на операторській функції, тобто здійсненні нагляду за роботою системи керування електричним, пневматичним, механічним обладнанням тягового рухомого складу.
Інші досягнення знаходяться в площині машинобудування в частині виготовлення сучасних блоків мотор-компресору, електричних машин змінного та постійного струму, контакторно-релейної апаратури. Дане обладнання підвищувало свої показники надійності та зменшення габаритів в основному завдяки використанню сучасних електроізоляційних матеріалів. Релейна та контакторна апаратура частково замінені на електронні комутуючі схеми на основі сучасних IGBT-транзисторів, тиристорів.
Окремо слід відзначити досягнення в підшипникобудуванні. Сучасні виробники підшипників кочення значно збільшили їхній ресурс, а також запропонували використовувати у буксах касетні підшипники типу «Картуш».
Слід відзначити також досягнення в будуванні двигунів внутрішнього згорання в частині підвищення їх коефіцієнту корисної дії та експлуатаційного ресурсу.
Заслуговують на увагу досягнення в розробці та будівництві сучасних акумуляторних батарей, що не потребують обслуговування. Акумулятори тягового призначення мають досить значну ємність та дозволяють створювати сучасні локомотиви.
Вищевказані досягнення використовуються в сучасному локомотивобудуванні та можуть бути частково чи повністю задіяні в модернізації існуючого тягового рухомого складу АТ «Укрзалізниця».
Умовно всі перераховані досягнення можливо розбити на групи відносно необхідності їх втілення в окремі модернізації тягового рухомого складу.
Застарілі деталі та вузли
До модернізацій морально та фізично застарілих вузлів та апаратів, які вже не виготовляються або знаходяться на стадії закриття виробництва, можливо віднести, зокрема, відмову від ламп розжарювання, а також галогенних, гелієвих, натрієвих та люмінесцентних (ртутних) ламп та перехід на світильники на основі світлодіодів та LED. Слід зазначити, що на ринку ще присутня у продажу певна кількість побутових ламп розжарювання, проте спеціалізованих ламп для тягового рухомого складу вже немає. Тож локомотивники поставлені перед фактом щодо використання світлодіодного освітлення. Також окремо звертаю увагу читачів на спільну програму Уряду України та Євросоюзу щодо безкоштовної заміни для населення 50 млн побутових застарілих ламп на більш сучасні.
Відмова від механічного швидкостеміра 3СЛ-2М, який вироблявся лише на одному годинниковому заводі на теренах СНД у м. Чистопіль. Зараз ці прилади, а також основні запасні частини до них, не випускаються. Замість цього пропонується електронний швидкостемір або системи безпеки руху, в яких є функція виміру швидкості руху тягового рухомого складу та її відображення для локомотивної бригади.
Відмова від локомотивних електромеханічних лічильників електричної енергії типу СКВТ та їх запасних частин внаслідок зняття їх з виробництва одним заводом-виробником в м. Санкт-Петербург. Станом на теперішній час вітчизняними підприємствами пропонуються електронні типи лічильників для тягового рухомого складу, як змінного так і постійного струму. За порогом чутливості та межами похибки прилади відповідають сучасним вимогам законодавства щодо комерційного обліку електричної енергії.
Відмова від вимірювальних приладів з механічним стрілочним приводом (амперметри, вольтметри, манометри). Станом на теперішній час виконується заміна даних приладів на електронні з індикаторними та цифровими показниками. Закордонні розробники вже переходять до використання таких приладів як в побуті, так і в промисловості. Вітчизняні виробники знаходяться в стадії опрацювання даних рішень. Слід відзначити відсутність необхідності виконання повірочних робіт в державних центрах стандартизації та метрології (ЦСМ) внаслідок відсутності пружинних рамкових та інших механізмів на електронних приладах.
Відмова від локомотивних засобів зв’язку на основі амплітудно-частотної модуляції (радіостанцій) та перехід на цифровий зв’язок. З його перевагами читачі можуть ознайомитись в інтернет-мережі. Окремо відзначу спантеличеність партнерів з Південної Кореї, коли Укрзалізниця як замовник наполягала на використанні частотної радіостанції на потягах «Хюндай Ротем», закупівля яких виконувалась у 2012 році.
Відмова на тяговому рухомому складі від акумуляторних батарей, що потребують обслуговування, і які використовуються у якості стартерних та буферних. Застосування сучасних акумуляторів, що не потребують обслуговування, дозволяє зменшити експлуатаційні витрати. Такі батареї мають значно більший ресурс експлуатації. Проте, на жаль, вітчизняні виробники не мають відповідних сучасних технологій для організації серійного виготовлення. Можливо саме тому на потягах корейського виробництва акумулятори були частково замінені на ті, що потребують обслуговування.
Технологічне відмирання спонукає в тому чи іншому обсязі працівників локомотивного господарства та приміських перевезень відмовлятися від морально та фізично застарілого обладнання.
Прогресивні технології
Впровадження прогресивних технологій може також бути пов’язане з іншим обладнанням. Це, зокрема, використання сучасних компаундних ізоляційних матеріалів при капітальному ремонті електричних машин. Дана модернізація вже давно впроваджена в локомотивному господарстві та господарстві приміських перевезень, проте режим тяги використовується лише в штатному класі нагрівостійкості, що, в свою чергу, не дозволяє використати бустерний режим тяги та електричного гальмування і, тим самим, збільшити розрахункову силу тяги локомотивів на 20–25% від номінальної.
Використання підшипників кочення замість підшипників ковзання у вузлах моторно-осьового підшипникового вузла. Дана модернізація не впроваджується на вантажних локомотивах, проте ресурсний запас підшипників кочення станом на теперішній час складає до 5 млн км.
Використання поршневих компресорів сухого змащування. Дана модернізація знаходиться на початковій стадії.
Використання сучасної релейно-контакторної апаратури з використанням сучасних електроізоляційних матеріалів та їх часткова заміна на електронні ключі на основі тиристорів, транзисторів IGBT.
Заміна застарілих дизель-генераторних установок магістральних тепловозів на сучасні нові. На жаль, це так і не було впроваджено серійно на залізницях України.
Вищевказані модернізації мало задіяні або зовсім не виконуються насамперед через системне недофінансування локомотивного господарства протягом тривалого часу, постійного зменшення обсягу вантажних перевезень, як внаслідок розповсюдження захворювання на COVID-19, так і інтенсивних бойових дій.
У майбутньому частка вимушених модернізацій буде тільки збільшуватись в залежності від розвитку та прискорення науково-технічного прогресу. Частка раціональних пропозицій, спрямованих на зменшення експлуатаційних витрат, буде також збільшуватись, проте їхнє реальне впровадження під знаком запитання. Причини – відсутність фінансування, а також зниження фахового досвіду інженерно-технічних робітників.
Втрачені можливості
Окремо слід зупинитись на модернізаціях, які не були впроваджені, та станом на теперішній час уже втратили або втрачають свою актуальність.
Це передусім впровадження сучасних дизельгенераторних силових установок провідних країн-виробників на тепловозах АТ «Укрзалізниця». Окрім того, що наразі поступово скорочується виробництво двигунів внутрішнього згорання світовими виробниками внаслідок використання зеленої енергії та акумуляторних транспортних засобів, питання пов’язане з віком тягового рухомого складу в Україні. Як показує досвід експлуатації, у випадку наявності на локомотивах несучих конструкцій з терміном експлуатації більше 50–55 років та наявність пробігу понад 5–6 млн км, велика ймовірність спонтанного виникнення та розвитку тріщин. Такі локомотиви «самосписуються» та виключаються з інвентарного парку.
Тож з кожним роком доцільність та раціональність модернізації тягового рухомого складу АТ «Укрзалізниця» буде ускладнюватись та обмежуватись залишковим ресурсом несучих конструкцій, як у випадку вимушених модернізацій, так і у випадку енергоефективних та ресурсозберігаючих.
Залишається ще один напрямок оновлення парку тягового рухомого складу АТ Укрзалізниця. Це закупівля нових локомотивів.
На жаль, взяти вживані тепловози та електровози західних країн (як це було впроваджено з автомобільним, автобусним та трамвайним транспортом державними і приватними власниками) неможливо внаслідок іншої ширини колії.
Проте ряд провідних світових виробників рухомого складу пропонують нині локомотиви для колії 1520 мм.
Корпорації Alstom, Siemens, Stadler, CZ Loko, CRRC та інші уже мають позитивний досвід виготовлення та сервісного обслуговування локомотивів і моторвагонного складу для «широкої» колії. Їхній тяговий рухомий склад уже досить давно використовується у країнах Балтії та колишнього СРСР.
Так чи інакше у майбутньому АТ «Укрзалізниця» або приватні власники у разі відкриття ринку магістральної тяги будуть вимушені закупати новий рухомий склад для виконання господарської діяльності.
Сьогодні незрозуміло, чи продовжується співпраця між Укрзалізницею та світовими виробниками щодо постачання локомотивів. Зокрема, можна згадати анонсовану ще у 2020 році закупівлю 130 вантажних електровозів у компанії Alstom.
Питання оновлення тягового рухомого складу постає актуальніше та гостріше з кожним роком, уже навіть не дивлячись на стан економіки.
Не можна не зважати і на той факт, що тяговий рухомий склад втрачається внаслідок військової агресії з боку РФ.
У разі відновлення економіки після перемоги питання оновлення парку тепловозів та електровозів постане ще актуальніше.
І чим раніше АТ «Укрзалізниця» почне кардинально займатися питаннями оновлення тягового рухомого складу, як шляхом глибокої модернізації, так і закупівлею нового, тим краще буде виконуватись її господарська робота в частині забезпечення безперебійного перевізного процесу та забезпечуватись конкуренція з автомобільним транспортом.