artykul3390[1].pdf

technika

Andrzej Smolana, Władysław Dyląg

Koncepcja i realizacja

modernizacji lokomotywy ST-44

Przed rozpoczęciem prac nad modernizacją przyjęto następujące

założenia techniczno-ekonomiczne:

 zwiększenie mocy lokomotywy z 2000 KM do 3000 KM;

 zmniejszenie zużycia paliwa do 202 g/kWh z 217+15 g/kWh;

 zmniejszenie zużycia oleju smarnego poniżej 0,5% zużycia

oleju napędowego;

 zwiększenie prędkości jazdy składu pociągu na pochyleniu

12‰ z prędkości 5 km/h do min. 24 km/h;

 możliwość ruszania pełnym składem pociągiem brutto 2000 t

na wzniesieniu 9,5‰;

 zwiększenie pojemności zbiornika paliwa z 3900 l do 6000 l;

 dostosowanie napięcia instalacji elektrycznej obwodów po-

mocniczych do 24 V;

 zastosowanie nowoczesnego silnika spalinowego spełniające-

go wymogi karty UIC 624 (UIC II) i dyrektywy 2004/26/WE;

 powiększenie przedziałów maszynisty;

 wyposażenie przedziałów maszynisty w układ klimatyzacji;

 zastosowanie układów podgrzewania silnika głównego poprzez

zasilanie z zewnątrz (3×400 V) i z dodatkowego agregatu za-

instalowanego na lokomotywie w celu zmniejszenia zużycia

paliwa, zmniejszenia zużycia oleju smarnego, zmniejszenia

emisji substancji szkodliwych do atmosfery, zmniejszenia zu-

życia głównego silnika spalinowego;

 wykorzystanie istniejącego układu biegowego oraz istnieją-

cych silników trakcyjnych.

Realizacja modernizacji 2 lokomotyw

Cały zakres prac związanych z modernizacją został wykonany

w BUMAR-FABLOK na podstawie dokumentacji opracowanej

przez Instytut Pojazdów Szynowych TABOR w Poznaniu przy

udziale głównych poddostawców tj. systemu sterowania, agrega-

tu trakcyjnego itp. Prace demontażowe, pomiarowe, odtworzenio-

we i weryfikacyjne ostoi, pudła, dachów, ram wózków, przekładni

osiowych, zestawów kołowych i innych elementów przewidzia-

nych do dalszego zastosowania były prowadzone ze szczególną

starannością, aby zapewnić dalszą niezawodną eksploatację zmo-

dernizowanej lokomotywy. Urządzenia wykorzystywane w moder-

nizowanej lokomotywie podlegały naprawie głównej lub moderni-

zacji w celu poprawy funkcjonowania, zmniejszenia uciążliwości

obsługi i zanieczyszczenia środowiska naturalnego.

Elementy były czyszczone do „czystego metalu”, a po stwier-

dzeniu dalszej przydatności zabezpieczane powłokami antykoro-

zyjnymi. Czyszczenie lokomotyw, jak i poszczególnych elemen-

tów, wykonano w nowoczesnej śrutowni o wymiarach 24×6×6 m.

Stan elementów nośnych weryfikowano poprzez pomiary, oglę-

dziny i badania defektoskopowe. Podczas demontażu po raz

pierwszy dokonano prawidłowych pomiarów ostoi, które można

było dokonać po odcięciu pudła lokomotywy od ostoi. Niemałym

zaskoczeniem były wyniki pomiarów i różnice wymiarowe pomię-

dzy egzemplarzami lokomotyw, które dochodziły do 10 cm. Zmu-

szało to wykonawców do indywidualnego dopasowywania wielu Kabina maszynisty lokomotywy ST44 przed modernizacją

9 /2005 9

Lokomotywy ST44 przed modernizacją

Demontaż lokomotywy ST44

technika

elementów i podzespołów przy montażu. Ostoja lokomotywy zo-

stała poddana obróbce w zakresie korekty wymiarowej a także

spełnienia istotnego wymogu płaskości posadowienia agregatu

prądotwórczego. Obróbkę mechaniczną wykonano na nowo-

czesnej frezarce bramowej CNC o przestrzeni roboczej

24×3,2×2,5 m.

Koncepcja zmodernizowanej spalinowej lokomotywy serii

ST44, przeznaczonej do prowadzenia pociągów towarowych na

liniach szerokotorowych (1520 mm), została opracowana przez

zespoły specjalistów BUMAR-FABLOK S.A., Instytutu Pojazdów

Szynowych TABOR w Poznaniu, PKP Linii Hutniczej Szerokotoro-

wej Sp. z o.o.

W ramach modernizacji w lokomotywie zastosowano nowo-

czesne zespoły i urządzenia.

 Zespół prądotwórczy zmodernizowanej lokomotywy tworzy

nowoczesny silnik spalinowy i zespół prądnicy z prostownikiem.

Silnik spalinowy wraz z zespołem prądnicy z prostownikiem (ze-

spół prądotwórczy) i prądnicą pomocniczą ustawiony jest na

wspólnej ramie w sposób umożliwiający łatwy demontaż i wy-

mianę urządzeń składowych. Zastosowanie nowoczesnych podze-

społów agregatu i wibroizolatorów praktycznie wyeliminowało

drgania.

 Mikroprocesorowy system sterowania i diagnozowania stanu

lokomotywy składa się z sterownika głównego zarządzającego

sterownikami lokalnymi: zespołu silnik spalinowy – prądnica, pa-

nelu operatorskiego na pulpicie, układu wytwarzania sprężonego

powietrza zawierającego diagnostykę hamulca oraz hydrostatycz-

nego napędu wentylatora. Umożliwia jazdę z prędkością zadaną

(utrzymywanie określonej prędkości pociągu) lub siłą zadaną

(określenie max siły rozwijanej przez lokomotywę).

 Układ sterowania wielokrotnego umożliwia prowadzenie z jed-

nej kabiny do trzech zmodernizowanych lokomotyw połączonych

sprzęgiem sterowniczym. Sygnały sterowania wielokrotnego oraz

dane diagnostyczne między komputerami pokładowymi lokomo-

tyw przekazywane są w technice cyfrowej za pomocą łącz fizycz-

nych. Zachowane są funkcje dozorowania i diagnozowania sprzę-

gniętych lokomotyw. Zastosowanie tego układu pozwoli na

zmniejszenie obsady załóg lokomotyw.

 Urządzenie przeciwpoślizgowe zawiera układ pomiaru prędko-

ści obrotowych osi oraz wyznaczania prędkości referencyjnej.

W przypadku wystąpienia różnicy, następuje wygenerowanie sy-

gnału do układu likwidacji poślizgu w czasie rozruchu (sterowa-

nie napięciem prądnicy i ewentualne włączenia podhamowania)

i hamowania (przez sekwencję załączania odpowiednich zawo-

rów) oraz piaskowania.

 Lokomotywa jest wyposażona w urządzenia samoczynnego

hamowania pociągu (SHP) i czuwaka aktywnego (CA), zgodnie

z wymaganiami karty UIC 641, i w radiotelefon z opcją zdalnego

zatrzymania lokomotywy (radio-stop). Urządzenia wykonawcze

zabudowane są na tablicy pneumatycznej lokomotywy.

 Układ chłodzenia silnika spalinowego składa się z panelo-

wych sekcji chłodzących i dotychczasowego osiowego wentyla-

Montaż podzespołów na modernizowanej lokomotywie ST44

Modernizacja wózków do lokomotyw ST44

Pulpit maszynisty w nowej kabinie lokomotywy ST44

Przedział maszynowy

9 /2005

technika

Montaż agregatu prądotwórczego na ostoi lokomotywy

Komora śrutownicza o wymiarach 24×6×6 m

Tablica pneumatyczna

Frezarka bramowa CNC o przestrzeni roboczej 24×3,2×2,5 m

tora. Wentylator osiowy jest napędzany silnikiem hydraulicznym

działającym przy zmiennych prędkościach w zależności od tem-

peratury cieczy chłodzącej i obciążenia silnika spalinowego.

Umożliwia to bardziej ekonomiczne wykorzystanie mocy silnika

głównego i zmniejszenie zużycia paliwa.

 Agregat prądotwórczy wykorzystywany do podgrzewania silni-

ka głównego przed rozruchem, ładowania akumulatorów i pod-

grzewania kabin maszynistów przy nie pracującym silniku głów-

nym. Zamiast agregatu można wykorzystywać zewnętrzne zasilanie

3x400Vac co jest szczególnie korzystne przy obsłudze lokomotyw

w lokomotywowni.

 W zmodernizowanej lokomotywie ST44 zastosowane są do-

tychczasowe silniki trakcyjne prądu stałego typu ЭД118A. Do na-

pędu wentylatorów chłodzenia zastosowano silniki asynchronicz-

ne zamiast napędu mechanicznego za pomocą wałów Cardana.

Układ chłodzenia dostosowano do obciążenia znamionowego sil-

nika (wykorzystanie pełnej mocy znamionowej silników)

 Kompletny agregat sprężarkowy (ze stopniem śrubowym)

łącznie z chłodnicą zamiast przestarzałej sprężarki tłokowej i ukła-

du napędowego.

 Prędkościomierz firmy PIAP elektroniczny pozwalający na re-

jestrację parametrów decydujących o bezpieczeństwie jazdy lo-

komotywy.

 Zespół przetwornic statycznych przeznaczonych do zasilania

urządzeń pomocniczych i sterujących. Na lokomotywie zastoso-

Panel sterowania

wano napięcia 24 Vdc, 3×400 V AC i 230 V AC, wynikające

z dostępności zastosowanych urządzeń. Schemat ogólny prądnic

pokazano na rysunku 1.

 Nowoczesne i ergonomiczne kabiny maszynisty. Pulpity ma-

szynisty i wyłożenia ścian zostały wykonane z materiałów kompo-

zytowych. Poszycie pudła, ścianki, dachy zostały pokryte masą

tłumiącą oraz wyklejone matami z pianki izolująco-tłumiącej.

Szkielet zewnętrzny i częściowo poszycie nie uległo zasadniczym

zmianom.

9 /2005 11

technika

Rys. 1. Schemat ogólny zespołu prądnic lokomotywy ST44

 Układ smarowania obrzeży na smar suchy firmy Century Oils

Ltd pozwoli na zmniejszenie zużycia obrzeży kół.

 Tablica pneumatyczna zawierająca aparaty pneumatyczne

i elektropneumatyczne wykorzystywane do sterowania hamulca-

mi, piaskowaniem i urządzeniami s.r.k.

 Układ hamulcowy zawierający:

– hamulec zespolony pneumatyczny przeznaczony do hamo-

wania zarówno lokomotywy jak i prowadzonego pociągu,

– hamulec dodatkowy (bezpośredni) do hamowania lokomo-

tywy,

– hamulec postojowy typu sprężynowego,

– hamulec bezpieczeństwa.

Próby zmodernizowanej lokomotywy ST44 3000 na oporniku wodnym w BUMAR-

-FABLOK S.A.

Próby i badania zmodernizowanych lokomotyw

Próby i badania lokomotyw przeprowadzono dwuetapowo w opar-

ciu o program prób i badań.

W zakresie podzespołów, regulacji charakterystyki zewnętrz-

nej, wydolności układów próby realizowano na oporniku wodnym

w Bumar-Fablok S.A.

Próby trakcyjne przeprowadzono na torach LHS.

Próby trakcyjne na linii Hutniczo-Szerokotorowej

Wnioski końcowe

W wyniku modernizacji otrzymano lokomotywy:

 o parametrach trakcyjnych porównywalnych z lokomotywami

spalinowymi dostarczanymi przez czołowych europejskich

producentów;

 nowoczesne, do prowadzenia transportu towarowego, o ma-

łych kosztach eksploatacji;

 których czas użytkowania wynosi następne 30 lat;

 spełniające wszystkie wymogi zarówno w zakresie ochrony

środowiska, jak i wysokiego komfortu pracy maszynistów;

 których koszt zakupu wynosi ok. 40% wartości zakupu nowej

lokomotywy o porównywalnych parametrach eksploatacyj-

nych.

Lokomotywa ST44 3000 ma świadectwo typu Urzędu Trans-

portu Kolejowego na tor szeroki 1520 mm i normalny 1435 mm.



9 /2005

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: