Россия: Такая оценка представлена в кандидатской диссертации заместителя генерального директора – начальника дирекции тяги РЖД Олега Валинского, которую он защитил в сентябре. Технология, призванная повысить эффективность сцепления в системе «колесо-рельс» на сложных участках Восточного полигона, ранее проходила испытания на электровозе 3ЭС5К.
О защите кандидатской диссертации Олег Валинский сообщил в начале октября на Слете молодежи РЖД. Она посвящена улучшению тяговых характеристик электровозов с использованием устройства активации трения локомотива (УАТЛ) в системе «колесо-рельс».
Актуальность проработки внедрения технологии Валинский связывает с задачей роста эффективности работы локомотивного парка на Восточном полигоне сети РЖД со сложным рельефом. Растущая мощность локомотивов, требуемых для увеличения объемов перевозок, обуславливает и задачу повышения сцепления их колес с рельсами, чтобы избежать боксования при тяге или юза при торможении. Традиционно необходимое сцепление обеспечивается подачей песка под колеса, однако описанные условия приводят к учащению процедур экипировки и тем самым ограничивают среднесуточный пробег машины. Также повышается износ рельсов, колес и тягового привода машины.
Структурная модель процесса сцепления колеса локомотива с рельсом (увеличить). Источник: из статьи «Перспективы использования активаторов трения колес тягового подвижного состава с рельсом на Восточном полигоне ОАО “РЖД”», Олег Валинский, Александр Воробьев, 2022
Как указано в автореферате к диссертации, для решения проблемы и было разработано УАТЛ, предназначенное для обеспечения необходимого коэффициента сцепления между колесом и рельсом в неблагоприятных эксплуатационных условиях. В 2020 году Олег Валинский вместе с Алексеем Выщепаном, Александром Лубяговым и Игорем Майбой получили патент на это устройство. В реферате к нему отмечено, что применяемые в российской и международной практике решения по повышению сцепления колеса с рельсом имеют ограничения по возможностям устройств приводного механизма и подачи.
Запатентованное УАТЛ представляет собой сборную конструкцию, состоящую из корпуса, соединенного с кронштейном. Внутри находится фланец крепления элемента активатора трения, закрепленного на конце направляющего штока пневматического цилиндра, что обеспечивает прижатие и отжатие активатора относительно поверхности катания колеса. При этом данные функции синхронизированы с работой электронных систем безопасности и управления локомотивом. Сам активатор выполнен в виде составного пористого элемента с каркасом из алюминиевого сплава, а его полости заполнены полиэфирной смолой с порошком оксида алюминия.
Устройство активации трения (слева) и стенд для моделирования нанесения активатора (справа). Обозначения: 1 – корпус, 2 – кронштейн, 3 – пневматический цилиндр, 4 — активатор трения. Источник: автореферат к кандидатской диссертации «Улучшение тяговых характеристик электровозов с использованием активатора трения в системе “колесо-рельс”», Олег Валинский, 2022
Сначала УАТЛ прошло стендовые испытания, а затем в начале 2021 года оборудованный устройством электровоз 3ЭС5К «Ермак» был направлен на испытания на Северо-Кавказскую железную дорогу. Сам производитель локомотива, «Трансмашхолдинг» (ТМХ), сообщал, что впоследствии машину направят на подконтрольную эксплуатацию в качестве подталкивающего на сложный горный участок Торея-Турма Восточно-Сибирской железной дороги для наиболее достоверной оценки сцепных свойств. Как отмечено в опубликованной в 2022 году научной статье Олега Валинского и Александра Воробьева, научного руководителя топ-менеджера РЖД и заведующего кафедрой «Технология металлов» в ПГУПС, целями испытаний были проверка эффективности УАТЛ и возможности увеличения пробега локомотива между экипировками песком при вождении поездов до 7300 т.
Испытания показали, что, в частности, включение УАТЛ на участке Сулин-Лесостепь в благоприятных и средних по сложности погодных условиях обеспечило повышение тягово-сцепных свойств электровоза в пределах 7%, при этом снизив до минимума расход песка. Также за время опытной эксплуатации на участке Большой Луг-Слюдянка-I пробег электровоза с УАТЛ составил свыше 100 тыс. км, а само устройство применялось более чем в 120 поездках. Расчет фактического расхода песка показал, что на испытуемом электровозе он был более чем в 2 раза меньше: 44,4 кг против 95,6 кг для аналогичных серий электровозов. Негативного влияния на износ бандажей колесных пар выявлено не было, отмечается в статье. Там же указано, что УАТЛ было рекомендовано к установке еще на 150 секциях электровозов «Ермак».
Основной эффект от внедрения УАТЛ отмечается в снижении плановых и внеплановых заходов локомотива на экипировку песком, что, соответственно, позволяет увеличить его среднегодовой пробег и отказаться от строительства дополнительных пунктов экипировки песком на сети РЖД. В заключении к автореферату диссертации указывается, что применение УАТЛ позволяет повысить коэффициент сцепления на 15%. Экономический эффект от внедрения технологии оценен путем сопоставления со сценарием строительства экипировочных позиций песком без применения УАТЛ. По мнению Олега Валинского, за 20 лет он составит почти 2,5 млрд рублей.
