Тепловоз ТЭМГ1-001 на выставке ЭКСПО-1520 (Щербинка, август 2019). Фото: Xenotron, CC0
Тепловоз ТЭМГ1 – односекционный четырёхосный маневровый локомотив с двумя газопоршневыми силовыми установками, работающими на сжиженном природном газе (СПГ). Предназначен для маневровой и маневрово-вывозной работы на железнодорожных путях колеи 1520 мм в условиях умеренного климата. Суммарная мощность по двигателям – 856 кВт (1164 л.с.). Изготовитель – АО «Людиновский тепловозостроительный завод».
Назначение и применение
ТЭМГ1 предназначен для замены тепловозов серии ТЭМ2 на маневровой работе там, где требуется снижение выбросов и расходов на топливо. Заправочное топливо – сжиженный природный газ по ГОСТ Р 56021, сорт А или Б. Тепловоз приспособлен для управления одним машинистом, допускается работа по системе многих единиц в сцепе до двух локомотивов. Диапазон рабочих температур окружающего воздуха – от минус 50 до плюс 45 °С.
Технические характеристики тепловоза ТЭМГ1
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Осевая формула | 2о–2о |
| Мощность суммарная по двигателям, кВт (л.с.) | 856 (1164) |
| Мощность одного двигателя, кВт (л.с.) | 428 (582) |
| Служебная масса, т | 90 ± 3 % |
| Статическая нагрузка от оси на рельсы, тс | 22,5 ± 3 % |
| Конструкционная скорость, км/ч | 100 |
| Расчётная (длительная) скорость, км/ч | 11,1 |
| Расчётная сила тяги (при расчётной скорости), кН | 216 |
| Сила тяги при трогании (ψ = 0,33), кН | 291 |
| Тип тяговой передачи | Электрическая, переменно-постоянного тока |
| КПД локомотива (0,3–0,7 от v конструкц.), не менее | 0,31 |
| Минимальный радиус проходимой кривой, м | 80 |
| Длина по осям автосцепок, мм | 17 140 |
| Ширина по кронштейнам поручней, мм | 3090 |
| Высота максимальная, мм | 5125 |
| Диаметр колеса нового, мм | 1050+10 |
| Диаметр колеса предельно изношенного, мм | 980+3 |
| Запас СПГ при полной заправке, кг | 2600 |
| Запас песка, кг | 1000 |
| Ёмкость криогенного резервуара СХПГ, м³ | 7,4 |
| Объём масла в двух двигателях, л | 100 (по 50 на каждый) |
| Объём охлаждающей жидкости (два контура), л | 358,5 |
| Тормозной путь с 100 км/ч (экстренное), м | не более 830 |
| Назначенный срок службы, лет | 50 |
| Габарит по ГОСТ 9238 | 1-Т |
| Управление | МПСУиД, одно лицо |
| Работа по системе многих единиц | до двух локомотивов |
Двигатели Кунгур 550
На тепловозе установлены два газопоршневых двигателя Кунгур 550. Двигатель – газовый, V-образный, двенадцатицилиндровый, четырёхтактный, с газотурбинным наддувом и жидкостным охлаждением. Обозначение типа по ГОСТ – 2ЧНГ 13/14. Смесеобразование – одноточечный впрыск газового дозатора в газовый смеситель. Пуск двигателя – электрический от стартерных аккумуляторных батарей 24 В. Система смазки – принудительная циркуляция, смешанного типа (давление + разбрызгивание). Каждый двигатель оснащён двумя турбокомпрессорами с индивидуальными воздухоочистителями.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Число цилиндров | 12 (V-образный) |
| Тип по ГОСТ | 2ЧНГ 13/14 |
| Номинальная мощность, кВт (л.с.) | 428 (582) |
| Номинальные обороты, об/мин | 1900 |
| Минимальные обороты холостого хода, об/мин | 600 |
| Максимальные обороты холостого хода, об/мин | 2150 |
| Удельный расход топлива (номинал), г/кВт·ч | 210 |
| Расход топлива на холостом ходу, кг/ч | 7,8 |
| Удельный расход масла на угар, г/кВт·ч | 0,29 |
| Давление масла при номинальных оборотах, кПа | 400–635 |
| Масса незаправленного двигателя, кг | 1795 |
| Объём масла в системе смазки, л | 39 |
| Объём охлаждающей жидкости в контуре, л | 35 |
| Топливо | Природный газ марки А или Б по ГОСТ Р 56021 |
Тяговое оборудование
Каждый двигатель соединён через высокоэластичную муфту с тяговым агрегатом АТ-428-8У2. Агрегат включает тяговый синхронный генератор и вспомогательный асинхронный генератор. Переменное напряжение тягового генератора выпрямляется выпрямительной установкой В-ТППД-1,45к-815-У2 и подаётся на тяговые электродвигатели. На каждой оси установлен тяговый электродвигатель – ЭДУ-133ПЧ или ЭД133А УХЛ1: четырёхполюсный, постоянного тока, с последовательным возбуждением.
| Составная часть | Параметр | Значение |
|---|---|---|
| Тяговый агрегат АТ-428-8У2 | Макс. мощность на валу, кВт | 428 |
| Номинальные обороты, об/мин | 1900 | |
| Минимальные обороты, об/мин | 600 | |
| Максимальные обороты, об/мин | 2280 | |
| Тяговый генератор (синхронный) | Номинальная мощность (2 обмотки), кВт | 412 |
| Номинальное линейное напряжение, В | 415 | |
| КПД, % | 94,6 / 90,4 | |
| Вспомогательный генератор | Тип | Асинхронный |
| Номинальная мощность, кВт | 150 | |
| Номинальное линейное напряжение, В | 400 | |
| КПД, % | 92,5 | |
| Выпрямитель В-ТППД-1,45к-815-У2 | Макс. выпрямленный ток, А | 1450 |
| Выпрямленное напряжение (макс. вход), В | 800 | |
| ТЭД ЭД133А УХЛ1 / ЭДУ-133ПЧ | Тип | Постоянного тока, 4-полюсный, последовательное возбуждение |
| Номинальная мощность, кВт | 190 | |
| Напряжение длит. режима / макс., В | 225 / 510 | |
| Ток длит. режима / макс., А | 890 / 1200 | |
| Макс. частота вращения, об/мин | 2320 |
Компоновка и конструкция
Конструкция тепловоза – модульная. Всё оборудование монтируется на главной раме, которая опирается на две двухосные бесчелюстные тележки. Рама несёт следующие модули: кабину машиниста, два силовых модуля (по одному двигателю с тяговым агрегатом каждый), два модуля высоковольтного оборудования и охлаждения ТЭД, модуль охлаждения с водовоздушными радиаторами, модуль аккумуляторных батарей и низковольтного оборудования, модуль СХПГ, модуль подготовки сжатого воздуха. По краям рамы расположены восемь песочных бункеров.
Силовой модуль включает: газопоршневой двигатель, тяговый агрегат, выпрямительную установку, систему воздухоснабжения, выпускную систему и стартерную аккумуляторную батарею (24 В, 2 × 240 А·ч). Двигатель и тяговый агрегат установлены на восьми амортизаторах. Два силовых агрегата работают поочерёдно или совместно – в зависимости от нагрузки.
Модуль охлаждения оснащён одним мотор-вентилятором (электродвигатель рДМ 200 LB4, 37 кВт, 1500 об/мин) и четырьмя радиаторами охлаждающей жидкости. Охлаждение ТЭД – два вентилятора ЗАОМ355.0257.000.000 (электродвигатель рДМ 160 МВ2, 15 кВт, 3000 об/мин каждый).
Сжатый воздух вырабатывает винтовой компрессорный агрегат АКВ 5,25/1П У2 (производительность 5,25 м³/мин, потребляемая мощность 37 кВт, конечное давление 1,0 МПа). В воздушной системе четыре резервуара по 250 л (итого 1000 л), рабочее давление 0,735–0,882 МПа.
Система хранения и газификации (СХПГ)
Система СХПГ обеспечивает заправку, хранение СПГ и его газификацию перед подачей в двигатели. Криогенный резервуар РЦГ-7/1,2 ёмкостью 7,4 м³ рассчитан на заправку 2600 кг СПГ при коэффициенте заполнения 0,95. Газификация (переход СПГ из жидкого состояния в газообразное) происходит в теплообменнике-регазификаторе, обогреваемом охлаждающей жидкостью двигателей (антифриз класса G12). При низких температурах для прогрева модуля СХПГ используется предпусковой жидкостный подогреватель (ПЖД). Топливо – природный газ марки А или Б по ГОСТ Р 56021; при использовании марки Б требуется периодический отогрев резервуара для удаления выпавшей углекислоты (не реже чем после каждых десяти заправок).
Системы управления и безопасности
Управление тепловозом осуществляется микропроцессорной системой управления и диагностики (МПСУиД) с бортовой CAN-сетью. Напряжения цепей управления и освещения – 24, 110 и 220 В. Комплекс безопасности: КЛУБ-У-79, ТСКБМ (контроль бодрствования машиниста), система обнаружения утечек газа, установка пожарной сигнализации и пожаротушения УПС-ТПС-ПО с аэрозольными генераторами. Аудио-видеорегистрация – СКРПД-04. Связь – радиостанция Ермак М-1411.
Тормозное оборудование
Тепловоз оснащён электропневматическим поездным тормозом и пневматическим вспомогательным прямодействующим тормозом. Кран машиниста – Усл. № 395М-4-01; кран вспомогательный – Усл. № 254-2. Четыре тормозные оси, по четыре гребневые чугунные колодки на ось. Тормозной путь одиночного локомотива при экстренном торможении с 100 км/ч – не более 830 м. Ручной механический тормоз воздействует на две оси и удерживает полностью снаряжённый локомотив на уклоне не менее 30 ‰.
Эксплуатация
Тепловоз ТЭМГ1-001 – первый в России локомотив на СПГ, прошедший полный цикл государственной сертификации. 10 января 2022 года «Синара Транспортные Машины» получила сертификат соответствия Регистра сертификации на федеральном железнодорожном транспорте (РС ФЖТ) по требованиям технического регламента Таможенного союза ТР ТС 001/2011.
С 12 сентября 2022 года машина работает в Оренбургском филиале ООО «Газпромтранс» – выполняет маневровую работу на промышленных путях предприятия в Оренбургской области. Это первый опыт коммерческой эксплуатации газомоторного тепловоза данного класса в России. По итогам опытно-промышленной эксплуатации производитель планирует при необходимости внести доработки в конструкцию.
СТМ планирует выпустить 24 единицы серии. Интерес к ТЭМГ1 проявляют металлургические предприятия, для которых тепловоз на СПГ может стать альтернативой устаревшим ТЭМ2. «Газпромтранс» также планирует расширять парк локомотивов на сжиженном природном газе.
📖 Инструкции, распоряжения, краткие изложения и справочные материалы для локомотивных бригад – в ТехДоке.
📢 Новые инструкции, памятки и технические разборы – в сообществе «ТехДок» во ВКонтакте. Подписывайтесь, чтобы не пропускать новые материалы: ТехДок ВКонтакте.
