Электроснабжение пассажирских вагонов

Расширение внешних связей. ОАО РЖД в целях создания конкурентного рынка готово не просто на увеличение клиентской базы, но и на продажу части своих активов: из 124 ремонтных депо ЦДРВ предусматривается акционировать 25 предприятий.

Заключение

Существуют определенные предпосылки для реализации процессного подхода в деле ремонта вагонного парка. Нам представляется, что необходимо решение следующих задач на этом пути:

разработать модель совершенствования показателей ремонтов; выполнить идентификацию всех бизнес-процессов; разработать карты взаимосвязи и блок-схему процесса; разработать систему измерителей приборной панели и метрику для измерений;

определить систему критериев для оценки работы, систему оценивания и совершенствования показателей.

Библиографический список

1. Интегрированное управление процессом (IPM) / М. Желены // В кн.: Информационные технологии в бизнесе. - СПб.: Питер, 2002. - С. 151-168. - ISBN 5-318-00125.

2. Бизнес-процессы - инструменты совершенствования / Андерсен Б. - М.: Стандарты и качество, 2005. - С. 21-28. - ISBN 5-94-938-027.

3. Актуализация стратегической программы развития ОАО РЖД / Б. М. Лапидус // Железнодорожный транспорт. - 2006. - №8. - С. 2-6.

4. Проблемы ремонта подвижного состава / С. Хабирова // РЖД-Партнер. -2006. - С. 114-120.

5. Актуализация генеральной схемы развития железнодорожного транспорта на период 2010-2015 гг. / Ф. С. Пехтерев // Железнодорожный транспорт. - 2006. - №8. - С. 3-9.

УДК 629.45.001:625.2 Ю.И. Комаров

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

Повышение требований к комфорту и безопасности перевозок привело к значительному возрастанию установленных мощностей электрооборудования и потребляемой электрической энергии в пассажирских вагонах. Стоимость электрооборудования стала достигать трети от стоимости вагона, а текущие расходы на его использование - до 45 % от общих затрат на техническую эксплуатацию вагона.

Однако электрооборудование вагонов по-прежнему не удовлетворяет эксплуатацию по надежности и технико-экономическим показателям, поэтому в последние десятилетия назрела необходимость в пересмотре применяемых и создании новых систем производства, распределения и использования электрической энергии в вагонах пассажирских поездов.

пассажирский вагон, электрическое оборудование, электроснабжение, эксплуатационная надежность.

Введение

Современный пассажирский парк магистральных вагонов локомотивной тяги железных дорог России насчитывает около сорока тысяч единиц, построенных на отечественных и зарубежных предприятиях. Электрооборудование вагонов позволяет создать безопасные и комфортные условия перевозки пассажиров, для чего обеспечивает функционирование, управление, контроль и диагностику освещения (общего, местного, служебного и аварийного); отопления; вентиляции; кондиционирования; бытовых устройств и приборов; технологических устройств вагона; устройств жизнеобеспечения.

В электрооборудование пассажирского вагона входят высоковольтные и низковольтные электротехнические устройства, машины и аппараты, размещаемые на ходовых частях, под кузовом и внутри вагона. Это определяет их конструктивное исполнение с учетом воздействия механических и климатических факторов, а также степени защиты персонала от соприкосновения с токоведущими или движущимися частями. Технико-экономические показатели групп потребителей отечественных пассажирских вагонов приведены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1. Технико-экономические показатели групп потребителей пассажирских вагонов отечественного производства

Основные показатели комплексов электроснабжения Электрические потребители вагона

низковольтные высоковольтные

Вагон без УКВ Вагон с УКВ Жидкостное отопление

Годовое потребление электроэнергии, кВтч/год 25000 75000 80000

Установленная мощность приемников электроэнергии, кВт 35-45 80-100 48

Номинальная мощность основного источника, кВт 5-10 45-65 (БЭВ) 28-34 (ЭМГ) 50

Установленная емкость аккумуляторной батареи, Ач 250 180-400

Среднее значение электроэнер-гии, потребляемой в вагоне, кВт 5-7 15-17 15-35

Вариант электроснабжения пассажирского вагона определяется способом распределения электрической энергии в вагоне, секции или поезде. В магистральных вагонах локомотивной тяги используют три основных варианта электроснабжения: автономный, централизованный и комбинированный. Используемая электрическая энергия в вагоне преобразуется из механической в комплексе электроснабжения или поступает из контактной сети или общего источника поезда (состава):

от вращающейся оси колесной пары (ОКП) при движении поезда; от вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС) при движении и стоянке поезда;

от контактной сети железной дороги при движении и стоянке поезда; от стационарных высоковольтных колонок на путях отстоя в пунктах формирования и оборота;

от стационарных низковольтных колонок 3/Ы 400В АС 50 Гц на путях отстоя и ремонта;

от стационарных низковольтных колонок ЭС 110/52В для подзарядки вагонных аккумуляторных батарей на путях отстоя.

Вариант централизованного электроснабжения реализуется одним из четырех способов:

от контактной сети через локомотив и высоковольтную поездную магистраль (ВПМ) с установкой статического преобразователя на вагоне

(Цкс);

от тепловоза через низковольтную поездную магистраль (Цт); от вагона-электростанции с дизель-генераторными установками через низковольтную поездную магистраль (Цв-э);

от контактной сети через локомотив и высоковольтную поездную магистраль, а также вагон-подстанцию и низковольтную поездную магистраль (Цв-п/ст)-

Комплекс электроснабжения во многом определяет модификацию электрооборудования вагона в целом. От структуры и конструкции устройств комплекса зависят и функциональные возможности вагона (табл. 2).

Электротехническое оборудование и кузов (основная часть конструкции вагона) могут быть условно классифицированы как этапы вагоностроения [1]:

первое поколение - деревянный кузов, электрическое освещение; электроснабжение от аккумуляторной батареи (АБ) и генератора постоянного тока с приводом от оси колесной пары (ОКП);

второе поколение - цельнометаллический кузов, электрическое освещение и принудительная вентиляция; электроснабжение от АБ и генератора постоянного (или переменного) тока с приводом от ОКП;

ТАБЛИЦА 2. Комплексы электроснабжения пассажирских вагонов

Модель вагона Комплекс электроснабжения Источники энергии Аккумуляторная батарея Зарядное устройство Прототип, год разработки

614179, 614186 ЭВ.12.04 ЭВ.12.03 ВПМ 3кВ 3т 380 АС НПМ=110В ОКП 88НК-250 ЭГВ.08 ЭВ.44.01, 1979 г.

61-532 ЭВ.44.03 ВПМ 3кВ 3т 380 AC НПМ=110В ОКП 88НК-250 2ГВ.13 ЭВ.44.01, 1979 г.

614170 ЭВ.34.06 ВПМ 3кВ 3/N 380 AC НПМ=110В DC 110B 90KL-180 БЭВ 1.2 ЭВ.34.01, 1978 г.

41-825 61-828 ЭВ.10,02 ЭПВ.10.01 ВПМ 3кВ ОКП НПМ=50В 40ВНЖ-250 40ВНЖ-250 2ГВ.003 ЭГВ.01 ЭВ.7, 1965 г.

9510 9510.8030. 000.929 ВПМ 3кВ 3/N 380 AC НПМ=110В DC 110B 88КН-180 БЭВ 1.3 Стандартизированный вагон ЕС

третье поколение - цельнометаллический кузов, электрическое освещение, принудительная вентиляция, кондиционирование воздуха и водяное электрическое (или угольное) отопление; электроснабжение: от АБ и генератора постоянного (или переменного) тока для низковольтных потребителей и от ВПМ - для электронагревателей (ЭН) котла водяного отопления;

четвертое поколение - цельнометаллический кузов, электрическое освещение, полное кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение, экологически чистый туалет, условия повышенной безопасности пассажиров, информационные системы и системы контроля, управления и диагностики оборудования вагона; электроснабжение от АБ и генератора переменного тока с приводом от ОКП или от АБ и высоковольтного блока электроснабжения (БЭВ) с питанием по ВПМ через локомотив от контактной сети, а также по ВПМ для ЭН котла (бойлера) жидкостного отопления;

пятое поколение - цельнометаллический кузов (стальной или алюминиевый), электрическое освещение, климат-контроль с индивидуальным управлением в каждом купе, комфортные и безопасные условия для пассажиров, системы контроля и диагностирования унифицированного блоч-но-модульного электрооборудования, процессорное управление и механо-троника функциональных групп оборудования; электроснабжение - наиболее выгодное по себестоимости в конкретных эксплуатационных условиях.

В настоящее время отечественная промышленность реализует федеральную целевую программу «Разработка и производство подвижного состава нового (четвертого) поколения на предприятиях России», определившую основные цели и задачи по пассажирским вагонам:

обновление парка пассажирского подвижного состава и его сертификацию на отечественные и международные нормы;

развитие отечественного вагоностроения с исключением импортной зависимости и созданием экспортной базы;

снижение стоимости жизненного цикла для безубыточности и конкурентоспособности пассажирских перевозок.

1 Комплексы электроснабжения вагонов отечественного пассажирского парка

Пассажирский парк состоит из вагонов, построенных в последней четверти прошлого столетия в Германии (47К, 47К/К) и в России (ЦМВО и 23сб). В вагонах 47К и ЦМВО применяются комплексы комбинированного электроснабжения RGA 4-32 кВт и ЭВ.10.02, а в вагонах с кондиционированием 47К/К и 23сб - ЯОЛ 5-32 кВт и ЭВ.44.01 соответственно. Комплексы комбинированного электроснабжения этих вагонов имеют две структуры электрооборудования (рис. 1, а - для вагонов 47К, 47К/К, рис. 1, б - для отечественных вагонов ЦМВО). Характерным для первой структуры электроснабжения является совместное и одновременное использование основного (генератора) и резервного (аккумуляторной батареи) источников, для второй - раздельное использование источников.

Разработчиком и изготовителем отечественных комплексов электроснабжения (ЭВ.10.02 в 1965 г. и ЭВ.44.01 в 1979 г.) являлся Рижский электромашиностроительный завод (РЭЗ). Модернизированный вариант комплекса ЭВ.44.01 в 1985 году появился на вагонах постройки ГДР под маркой ЯОЛ 4-32 кВт, а в 1991 году после очередной модернизации - и на вагонах постройки ФРГ (ЯОЛ 5-32 кВт с электронным устройством 2470), поставляемых в Россию до 1998 года.

а)

б)

Х3 ВПМ -/~3кВ Х5

Х3 ВПМ-/~3кВ Х5

Н/В-потребители В/В-

потребители

Н/В-потребители В/В-

потребители

Рис. 1. Структурные схемы комплексов комбинированного электроснабжения пассажирского вагона: а - RGA 4, RGA 5-32 кВт и ЭВ.44.01; б - ЭВ.10.02;

ОКП - ось колесной пары; Х1, Х2, НПМ - низковольтная поездная магистраль; Х3, Х4, Х5, Х6, ВПМ - высоковольтная поездная магистраль, G - генератор с приводом от ОКП; ЦО - выпрямительная установка; GB - аккумуляторная батарея;

Q - магистральный переключатель; А1 - устройство зарядки GB;

А2 - ящик с высоковольтной аппаратурой для подключения к ВПМ; А3 - пульт управления; К1 - контактор коммутации GB; К2 - контактор коммутации G; УО - обратный диод для уменьшения коммутационных перенапряжений

Для нового поколения пассажирских вагонов необходимо современное электрооборудование с учетом отечественных перспектив и мировых тенденций, а главное - интересов эксплуатирующих организаций железнодорожного транспорта России. Однако к уже используемым комплексам комбинированного электроснабжения ЭВ.10 и ЭВ.44 добавились комплексы централизованного электроснабжения ЭВ.34 и 9510.8030.000.929 (рис. 2).

Комплекс электроснабжения ЭВ.34.01 впервые был разработан также специалистами РЭЗ (Латвия) и ТЭЗ (Эстония) в 1978 году, хотя попытки создания основного узла (статического высоковольтного преобразователя) предпринимались и ранее: первая (1972-1975 гг.) - ВНИИЖТом и Калининским ВСЗ, вторая (1978-1983 гг.) - Институтом энергетики Латвийской АН и предприятиями ГДР. Отечественная элементная база не позволяла в прошлом и не позволит до конца текущего десятилетия разработать статический преобразователь с уровнем эксплуатационной надежности, приемлемым для железнодорожного подвижного состава.

АС 3^

380/220В =110В НПМ = 110В Х5 ВПМ=/~3кВ Х7

Рис. 2. Структурная схема централизованного электроснабжения пассажирского вагона с индивидуальным статическим высоковольтным преобразователем :

Х1 - разъем для подключения к стационарному источнику АС 3/N 380/220В; Х2 - разъем для подключения к стационарному источнику DC 110В; Х3, Х4, НПМ -низковольтная поездная магистраль; Х5, Х6, Х7, Х8, ВПМ - высоковольтная поездная магистраль; А4 - ящик с низковольтной аппаратурой и выпрямительной установкой для подключения к стационарному источнику АС 3/N 380/220В; GB - аккумуляторная батарея; А1 - блок электроснабжения вагона (БЭВ); А2 - ящик с высоковольтной аппаратурой для подключения к ВПМ; Q - магистральный переключатель; А3 - пульт управления; МРТ - магниторельсовые тормоза; СТП - средства тушения пожара;

В/В ТЭН - высоковольтные трубчатые электрические нагреватели

К сожалению, приходится констатировать, что первые образцы комплексов электроснабжения вагонов моделей 61-4170, 61-4179 ОАО «ТВЗ» и 61-532 АОЗТ «Вагонмаш» сделаны по проектным разработкам 1978 года. Электрическую часть этих вагонов можно отнести к электрооборудованию третьего поколения с частичным использованием современной зарубежной комплектации: высоковольтного статического преобразователя, экологически чистого туалета, управления дверями, а также других новаций в управлении, диагностике и информатике. Комплексы электроснабжения фактически разработаны по концепциям «вчерашнего дня» (1975-80 гг.) и, как это было принято в «старые добрые годы», без необходимых предварительных научных исследований и научно-технического сопровождения.

Вагоностроительная промышленность и профильные организации железнодорожного транспорта не сумели отказаться от опытного, поискового подхода к электрификации пассажирских вагонов. В наших условиях смена поколений вагонов происходит через 30-40 лет, а «критические годы», когда новое электрооборудование разрабатывается и приходит на смену старому, составляет от 5 до 7 лет. Эти годы и являются событием для технического сообщества специалистов отрасли. «Непрозрачность» работ в годы подготовки смены поколений техники приводит к искусственному

ограничению «интеллекта» отрасли и, как правило, субъективному подходу к разработкам. Поэтому по-прежнему существует научная и техническая новизна в разработке электрооборудования пассажирских вагонов локомотивной тяги, которая заключается в выборе перспективной структуры электрооборудования и стремлении обеспечить интересы эксплуатирующих организаций.

2 Интересы эксплуатирующих организаций

Интересы эксплуатирующих организаций конкретизированы обобщенным критерием минимизации затрат в сфере технического содержания [2], позволяющим оценить составляющие затрат и последствия существующих тенденций и принимаемых решений при проектировании электрооборудования.

Очевидно, что амортизационная составляющая затрат и составляющая затрат на техническое содержание пассажирских вагонов нового поколения значительно возрастают, в том числе и за счет увеличения доли электрооборудования в капитальной стоимости вагона. Затраты на техническое содержание возрастут несмотря на обещание вагоностроителей на треть сократить их для вагонов нового поколения. В этом проявляется диалектика прогресса: по мере автоматизации техники возрастает роль и значение технического обслуживания. Чем больше увеличивается комфортабельность перевозок и облегчается труд проводников, тем большие затруднения возникают при техническом обслуживании. Одновременно растет значение последствий несвоевременных или неправильных действий. В результате техническое обслуживание и ремонт постепенно становятся одними из главных факторов, определяющих эффективность и качество работы автоматизированных систем.

Однако существуют неиспользованные возможности повышения эффективности системы технического обслуживания и ремонта вагонов пассажирского парка. Например, одной из возможностей является конструкция электрооборудования вагона с более высокой эксплуатационной надежностью, с устройствами контроля и диагностики в пути для обслуживания и ремонта по состоянию, а также большей приспособленностью к техническому обслуживанию вагонов в составе. Например, наработка на отказ современного вагона из-за дефектов электрооборудования не менее 500 тысяч километров пробега позволит снизить затраты в сфере технического обслуживания на 20-35 %. Могут появиться и другие возможности после введения следующих мер:

определения рационального соотношения вагонов, эксплуатирующихся в поездах, к общему числу вагонов приписного парка;

обеспечения технической оснащенности и современных технологий на участках ВЧД по ремонту электрооборудования;

использования эффективных организационных форм проведения технической эксплуатации пассажирских вагонов.

Составляющая затрат на потребляемую электроэнергию является существенной частью в общих затратах, поэтому стратегически важно учитывать себестоимость используемой энергии для пассажирского подвижного состава при различных вариантах электроснабжения в условиях изменяющихся цен на энергоносители. Прогноз стоимости энергоносителей является крайне неблагоприятным для промышленности и железнодорожного транспорта, но он обусловлен вступлением России в мировое сообщество с маркетинговой концепцией развития экономики, а также периодом отсутствия капиталовложений в энергетику последние 25 лет.

3 Критика комплексов электроснабжения вагонов нового поколения 3.1 Использование источников электрической энергии в пассажирских вагонах

Как уже отмечалось, в системах электроснабжения применяются два способа использования основного (генератора) и резервного (аккумуляторной батареи) источников питания: совместный (рис. 1, а) и раздельный (рис. 1, б).

При совместном способе использования источников генератор и аккумуляторная батарея подключены к общей сборной шине, что обеспечивает так называемый «буферный» режим работы. Генератор является не только источником электроэнергии для потребителей, но и устройством постоянной подзарядки аккумуляторной батареи. Поэтому выходное напряжение генератора, а значит и напряжение бортовой сети вагона, регулируется в пределах от 110 В до 135 В (при свинцово-кислотной аккумуляторной батарее) и от 110 В до 160 В (при щелочной аккумуляторной батарее). На первый взгляд, совместный способ включения источников более прост, так как не имеет дополнительных коммутационных аппаратов в силовых цепях. Но это преимущество кажущееся, так как совместный способ включения источников приводит к необходимости увеличения установленной мощности электрооборудования вагона на 30-45% из-за колебаний напряжения в бортовой сети и применения специального стабилизатора напряжения в цепях питания электрического освещения вагона.

При раздельном способе использования источников потребители обеспечиваются электроэнергией либо от генератора, либо от аккумуляторной батареи с приоритетом генератора как основного источника. Генератор имеет две группы якорных обмоток на статоре, напряжение которых после выпрямления составляет: стабилизированное 52 В и регулируемое в пределах от 12 до 25 В. Коммутацию источников электроэнергии обеспечивают контакторы К1 и К2. Размыкающий контакт контактора К1 шунтирован в обратном направлении полупроводниковым диодом УО, что обеспечивает постоянное подключение аккумуляторной батареи на прием

энергии из звена постоянного тока бортовой сети в случае коммутационных перенапряжений. Управление контактором К1 осуществляет специальное полупроводниковое реле в зависимости от частоты вращения генератора, а значит и от скорости движения поезда.

Включение контактора К1 приводит к переводу нагрузки с аккумуляторной батареи GB на генератор G с одновременным подключением батареи в режим подзарядки. Отключение контактора К1 приводит к отсоединению генератора от сборных шин постоянного тока вагона и переходу аккумуляторной батареи из режима подзарядки в режим питания потребителей. Эффектом раздельного способа включения источников является стабильность напряжения в бортовой сети вагона при электроснабжении от генератора. Это стало возможным после освоения в отечественном вагоностроении индукторных синхронных генераторов переменного тока, которые позволили иметь два канала выходного напряжения генератора с гальванической развязкой между ними. Основной канал со стабилизацией напряжения путем регулирования возбуждения генератора обеспечивает питание потребителей через выпрямитель бортовой сети вагона, а дополнительный -через регулирующее устройство. Суммарное напряжение стабилизированного основного канала и регулируемого дополнительного канала обеспечивает подзарядку аккумуляторной батареи. Поэтому переход в 60-х годах на раздельный способ использования источников электрической энергии в серийных ЦМВО был рациональным.

В ГДР (основном поставщике пассажирских вагонов вплоть до 1984 года) использовались в качестве подвагонных генераторов машины постоянного тока, а в Западной Европе уже с 1972 года был взят курс на централизованное электроснабжение от контактной сети через локомотив и ВПМ с установкой индивидуального высоковольтного статического преобразователя на вагоне. Однако и на вагонах постройки Германии в период с 1984 по 1997 год, и на современном этапе отечественного вагоностроения, когда в качестве основных источников применяются синхронные индукторные генераторы переменного тока, совместный способ их работы с вагонной аккумуляторной батареей, к сожалению, не используется.

3.2 Отсутствие разделения функций электроснабжения и потребления энергии

В комплексе централизованного электроснабжения ЭВ.34.06 вагона модели 61-4170 допущена структурная ошибка, которая заключается в отсутствии разделения функций электроснабжения и потребления. Основной блок электроснабжения вагона (БЭВ) разработан концерном Siemens и применяется на пассажирских вагонах Европы, а теперь еще и на вагонах постройки России.

Если бы этот концерн разрабатывал и поставлял всё электрооборудование для вагона, а не только БЭВ комплекса электроснабжения, то принятая

структура могла бы явиться предпосылкой появления дополнительных проблем в эксплуатации с определением дефектов в функциональных группах оборудования, одна часть которых расположена в БЭВ, другая - в «штатном» месте вагона.

Однако на отечественных вагоностроительных заводах на вагоне традиционно производится только монтаж, сборка, наладка и испытания комплектующих узлов электрооборудования, в числе которых БЭВ, хотя и самый сложный и дорогой, но не единственный. Поэтому принятая структура дополнительно закрепляет существующие связи вагоностроительных предприятий с имеющимся кругом поставщиков комплектующих узлов оборудования.

Этот элемент монополизма мог бы найти оправдание, если существующие связи и поставщики электрооборудования обеспечивали бы поставку для пассажирских вагонов современного электрооборудования с необходимым уровнем эксплуатационной надежности. Но уже свыше 25 лет в отрасли существуют проблемы с эксплуатационной надежностью электрооборудования и применением энергосберегающих технологий.

Поэтому, на наш взгляд, надо не закреплять связи и круг поставщиков, которые не обеспечивают современные подходы в течение десятилетий, а, наоборот, расширять этот круг для повышения конкуренции. Это позволит предприятиям-поставщикам независимо друг от друга изменять как конструкции, так и принципиальные решения своей продукции для обеспечения возрастающих требований вагоностроительного производства и технической эксплуатации вагонов. Однако применяемая структура электрооборудования вагона с комплексом ЭВ.34.06 не позволит это сделать. Например, переход с общей для вагона установки кондиционирования воздуха на индивидуальные установки кондиционирования в каждом купе потребуют реконструкции и лицензионного БЭВ, что по определению невозможно. Придется разрабатывать отечественный вариант высоковольтного блока электроснабжения, или снова наступит «застой» в электрооборудовании пассажирских вагонов на десятилетия.

Кроме того, невозможно использование вагонов нового поколения для международных перевозок в Европе, так как для этого необходимо было использование только 5-системного преобразователя, например БЭВ 1.4, а на вагонах моделей 61-4170 и 9510 установлены 2-системные БЭВ 1.1 и БЭВ 1.2 соответственно.

3.3 Низкая эксплуатационная надежность

Опытная эксплуатация пятнадцати вагонов моделей 61-4170 и 61-4188 постройки ОАО ТВЗ в течение года в поезде №165/166 «Невский экспресс» на Октябрьской железной дороге выявила 2751 случай неисправностей оборудования и конструктивных узлов. В 83 случаях дефекты оборудования привели к отказу вагона и постановки его в текущий ремонт с от-

цепкой из состава. Подконтрольные испытания и опытные поездки двух вагонов модели 9510 постройки МВСЗ в течение полугода в аналогичных условиях выявили 435 неисправностей, двенадцать из которых также привели к отказам вагонов и необходимости отцепления из состава для текущего ремонта (табл. 3).

ТАБЛИЦА 3. Показатели надежности пассажирских вагонов и основных групп их оборудования

Вагоны пассажирские: модели средний срок службы, лет средний пробег, км/год период наблюдения 61-4170, 61-4188 Новые 9510 Новые 47К, ЦМВО, 23сб, 11,5

93600 06.01_05.02 9740 11.01...05.02 200000 01.82.12.84

Группы Показатели безотказности

оборудования вагона Ю°(0, 1/год ю°(0, 1/200 т.км сут °(t), 1/год Ю°(0, 1/200 т.км сут °(t), 1/год Ю°(0, 1/200 т.км сут

Электрооборудование, в т. ч.: мех. передачи, БЭВ, противоюзовое устройство 1,5 3,3 45 Нет данных 0,47 0,47 4,0

Тормоза, в т. ч. последствия их дефектов (ползуны колесных пар) 3,0 6,4 11 Нет данных

Ходовые части 1,0 2,1 7 Нет данных 0,47 0,47 -

Внутреннее оборудование 0,25 0,54 22 Нет данных 0,1 0,1 -

Кузов, в т. ч. переходная площадка, автосцепка 0,18 0,38 1,0 Нет данных 0,08 0,08

Итого для вагона 5,9 12,7 19 3 61,5 51 1,12 1,12

В таблице приведены характерные показатели надежности для пассажирских вагонов: параметр потока отказов ю° из расчета эксплуатации 1 год и пробега 200 000 км, а также среднее значение времени простоя в текущем ремонте tтр. Для наглядности сравнения этих показателей с аналогичными показателями для существующего пассажирского вагонного парка постройки последних 20 лет приведены результаты обработки статистических данных (ВУ-23 и ВУ-36) 1982-1984 гг. Анализ представленных данных и эксплуатационной статистики показывает:

параметр потока отказов вагонов моделей 61-4170, 61-4188 и 9510 на порядок и более превышает аналогичный показатель для вагонов существующего пассажирского парка;

наибольшее число неисправностей и дефектов, приводящих к отказу вагона и постановке его в текущий ремонт, приходится на электрообору-

дование и тормоза в вагонах моделей 61-4170 и 61-4188 и электрооборудование и ходовые части в вагонах существующего пассажирского парка;

безотказность электрооборудования вагонов как существующего пассажирского парка, так и вагонов нового поколения не удовлетворяет экономическим требованиям современной эксплуатации (приемлемый уровень потока отцепок вагонов из-за дефектов электрооборудования должен и может составлять не более юэ°(300 000 км) = 0,1;

три четверти неисправностей и дефектов электрооборудования, приводящих к отказу пассажирского вагона, приходится на источники питания и группу устройств, обеспечивающих их работу. При недостаточной контролепригодности электрооборудования и отсутствии средств диагностики создаются предпосылки для вынужденных отцепок вагонов из состава.

Для электрооборудования вагонов нового поколения, как подсистемы вагона в целом, появляется еще одна характерная особенность - сложность при необходимом уровне безотказности и управляемости, в том числе и в системе человек - машина. В этих условиях сами управляющие устройства усложняются, а от них требуется еще и повышенная надежность. Появляются и новые проблемы, кроме обеспечения безотказности, такие как живучесть, безопасность и электромагнитная совместимость.

Проблемы с вводом в эксплуатацию нового поколения пассажирских вагонов обусловлены также непродуманными решениями заказчика. Например, разработка и комплектация электрооборудования вагонов производилась фактически по функциональным, а не по техническим требованиям [4]. В последнем случае при точной формулировке требований заказчика и их контроле возникала бы необходимость выбора оборудования, определяемого практическими интересами эксплуатирующих предприятий, а не возможностями разработчиков и вагоностроителей. Кроме того, при вводе в эксплуатацию вагонов нового поколения отечественная промышленность не выполняла требования стандарта отрасли ОСТ 32.1812001 и не обеспечивала необходимые наладку и испытания электрооборудования в заводских условиях.

Заключение

К сожалению, существующая задача по пересмотру современной системы производства, распределения и использования электрической энергии в вагонах пассажирских поездов в интересах эксплуатирующих организаций пока не решена.

Остается нерешенной и задача выбора современной и унифицированной структуры электрооборудования вновь строящихся магистральных вагонов и использования в них энергосберегающих технологий.

Комплексы электроснабжения разработаны фактически по концепциям «вчерашнего дня» и без необходимых предварительных научных иссле-

дований. Упущена возможность унификации оборудования и изменения вариантов электроснабжения с учетом неблагоприятного прогноза стоимости энергоносителей на мировом рынке и в России.

Библиографический список

1. Тенденции в области разработки пассажирских вагонов / Т. Герхард // Железные дороги мира. - 2003. - № 1. - С. 22-26.

2. Обобщенный критерий минимизации затрат на техническое содержание пассажирских вагонов / Ю. И. Комаров // Известия петербургского университета путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2006. - Вып. 1(6). - С. 51-56.

3. Унификация системы индивидуального энергоснабжения пассажирских вагонов / М. Г. Колбаснер, Ю. Н. Кадуба // Железнодорожный транспорт. - 1974. - № 11. - С. 51-53.

4. Общие требования к пассажирским вагонам нового поколения / МПС РФ. -

Утв. 26.07.96.

УДК 625.1

А. Г. Краснопёров, А. К. Черных, П. А. Весёлкин

МИНИМИЗАЦИЯ ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПОСТРОЕНИИ ПРОФИЛЕЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Предложена технология, позволяющая минимизировать продолжительность автоматизированного построения продольного профиля трассы и формирования таблиц ее основных показателей, осуществляя таким образом в рамках заданных ограниченных временных интервалов многовариантные расчеты.

продольный профиль, уклон, трасса, проектные отметки.

Введение

Продольный профиль трассы является основным техническим документом при строительстве железнодорожного пути. Методика неавтоматизированного построения продольного профиля трассы, позволяющая судить о значительных временных затратах при реализации этого построения, изложена в работах [1], [2].

Последнее обстоятельство обосновывает необходимость разработки методики автоматизированного построения продольного профиля трассы с использованием пакета прикладных программ (ППП), например, «МаШсаё».

Предложенная в статье технология позволяет минимизировать продолжительность автоматизированного построения продольного профиля