| Locomotiva cu turbina cu gaz GT1h | |
|---|---|
| GT1-001 (sus) și GT1h-002 (jos) | |
| Date de bază | |
| Primul motor | turbina de gaz |
| Anul de construcție |
2007 (001), 2013 (002) |
| Țara de construcție | Rusia |
| Fabrică |
Voronezh (001) Lyudinovsky (002) |
| Producător |
Zheldorremmash (001) Grupul Sinara (002) |
| Total construit | 2 (1 bazat pe VL15 , 1 bazat pe TE8 ) |
| Detalii tehnice | |
| Tipul serviciului | marfă |
| Formula axială |
001: 2 × (2 0 -2 0 -2 0 ), 002: 2 × (2 0 +2 0 - 2 0 +2 0 ) |
| Dimensiune | 1-T |
| Lungimea locomotivei |
2 × 22530 mm (001) 2 × 21500 mm (002) |
| Lăţime |
3240 mm (001) 3150 mm (002) |
| Înălţime | 5250 mm (001) |
| ampatament complet |
16 430 mm (001) 17 200 mm (002) |
| Distanța dintre știfturile boghiului |
6765 + 6765 mm (001) 10900 mm (002) |
| Ampatamentul boghiurilor |
2900 mm (001) 6300 mm (002) |
| Diametrul roții motoare |
1250 mm (001) 1050 mm (002) |
| Latimea benzii | 1520 mm |
| Greutate de operare |
300 t (001) 368 t (002) |
| Sarcina de la osiile motoare pe șine |
245 kN (001) 226 kN tf (002) |
| Tip turbină | NK-361 |
| Puterea turbinei |
8300 kW (001) 8500 kW (002) |
| Tip transmisie | electric alternativ - curent continuu |
| tip TED |
colector: TL-3B (001), ED-133A (002) |
| Puterea de ieșire a TED |
12×560 kW (001) 16×415,6 kW (002) |
| Puterea tangenţială |
6720 kW (001, serviciu continuu ) 6650 kW (002, serviciu continuu ) 7355 kW (002, serviciu pe oră ) |
| Forța de tracțiune a modului ceas | 775 kN (002) |
| Viteza modului ceas | 33 km/h (002) |
| Forță de tracțiune pentru serviciu lung |
620 kN (001) 775 kN (002) |
| Viteza mod continuu |
38 km/h (001) 30 km/h (002) |
| Forța de tracțiune la viteza maximă |
245 kN (001) 255 kN (002) |
| Viteza de proiectare | 100 km/h |
| Alimentare cu combustibil | 17 t (001), 20 t (002) |
| Exploatare | |
| Țara de operare | Rusia |
| Operator | Căile Ferate Ruse |
| drum | Sverdlovsk |
| Depozit | Yegorshino |
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |
GT1 (mai târziu GT1h - locomotivă cu turbină cu gaz , tip 1 , hibridă ) este o locomotivă rusă cu turbină cu gaz în două secțiuni ( o locomotivă cu motor cu turbină cu gaz ), cea mai puternică locomotivă cu turbină cu gaz din lume. Locomotiva folosește transmisie electrică AC-DC: un motor cu turbină cu gaz care funcționează pe gaz natural lichefiat este conectat la un alternator, iar curentul generat de acesta din urmă este redresat în curent continuu și alimentat la motoarele electrice de tracțiune , care pun locomotiva în mișcare. O caracteristică de proiectare a locomotivei este amplasarea unei singure turbine cu gaz pe doar una dintre secțiunile sale, iar compartimentul de combustibil pe cealaltă, în timp ce ambele secțiuni sunt de tracțiune .
În total, au fost create două versiuni de design fundamental diferite ale acestei serii, fiecare dintre ele a produs o locomotivă. Prima locomotivă a fost modernizată în 2007 la uzina de reparații de locomotive diesel Voronezh dintr-o locomotivă electrică VL15 cu secțiuni cu șase axe , iar a doua a fost construită la uzina de locomotive diesel Lyudinovsky pe baza unui șasiu similar cu cele opt TEM7 și TE8. -locomotive diesel cu osii și o caroserie parțial unificată în design cu locomotiva diesel TE8 și locomotiva electrică 2ES6 . După ce au trecut testele, ambele locomotive au intrat în depoul Yegorshino de pe calea ferată Sverdlovsk și au condus trenuri de marfă pe tronsonul Yegorshino - Serov .
În perioada dintre anii 1940 și 1970, s-a desfășurat activ într-un număr de țări din lume pentru a crea locomotive cu turbine cu gaz ca alternativă la locomotivele diesel . În URSS, la sfârșitul anilor 1950, au fost dezvoltate mai multe modele de locomotive cu turbină cu gaz și au fost construite prototipuri: o secțiune de marfă G1 și GT101 cu două secțiuni și două GP1 cu o secțiune pentru pasageri . Cu toate acestea, operarea pilot a acestor locomotive a arătat că erau de două ori mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil decât locomotivele diesel de putere similară. Eficiența motoarelor cu turbine cu gaz produse la acea vreme era scăzută (aproximativ 15%), drept urmare costul combustibilului pe care îl consumau era comparabil cu cel al locomotivelor diesel, dar aprovizionarea cu combustibil era consumată mai rapid. În același timp, turbinele cu gaz erau mult mai scumpe de fabricat decât motoarele diesel și, datorită utilizării combustibilului de calitate scăzută, s-au contaminat rapid și au necesitat reparații frecvente. Până în acest moment, producția de motoare diesel suficient de puternice era deja stăpânită, prin urmare, în viitor, locomotivele cu turbine cu gaz nu au fost produse în URSS și lucrările la crearea lor au fost oprite [1] .
În secolul 21, costul de producție al motoarelor cu turbine cu gaz a scăzut datorită producției lor în serie la scară largă pentru avioane cu reacție, unități de compresoare cu gaz și centrale electrice cu turbine cu gaz . În același timp, eficiența lor a crescut datorită îmbunătățirii designului și utilizării unor materiale mai rezistente la căldură, care fac posibilă creșterea temperaturii de ardere a gazelor și, prin urmare, creșterea eficienței motorului cu până la 30%. Acest lucru a reînviat interesul pentru utilizarea unor astfel de motoare în transportul feroviar datorită densității lor mai mari de putere în comparație cu motoarele cu combustie internă alternativă , posibilității de a utiliza combustibili mai ieftini de calitate scăzută, duratei de viață crescute datorită mai puține piese care se freacă și mult mai puține depozite de carbon . 2] [1] .
Unul dintre motivele care a reînviat interesul pentru crearea de locomotive cu turbine cu gaz în Rusia a fost creșterea volumului de transport de mărfuri pe căile ferate rusești, ceea ce a condus la necesitatea creșterii lungimii și masei sau numărului de trenuri de marfă, precum și a acestora. viteze. Conducerea trenurilor de masă crescută a necesitat fie utilizarea unui număr mai mare de secțiuni de locomotivă în tren, fie crearea de locomotive cu centrale electrice de putere mai mare. Cu toate acestea, posibilitatea de a crea locomotive diesel puternice a fost sever limitată în comparație cu locomotivele electrice din cauza necesității de a amplasa pe acestea o centrală primară cu sistem de răcire și un rezervor de combustibil mai mare. Acest lucru a condus la necesitatea reorganizării trenurilor grele de marfă la joncțiunea tronsoanelor de drum electrificate și neelectrificate, mărind timpul de nefuncționare al acestora în stații, sau utilizarea mai multor locomotive diesel într-un singur tren, ceea ce a necesitat o creștere a parcului de locomotive și a costurilor de exploatare. pentru întreținerea și repararea acestora. Utilizarea unei turbine cu gaz în locul unui motor diesel a făcut posibilă crearea unei locomotive autonome, asemănătoare ca masă cu locomotivele diesel în serie, dar în același timp depășindu-le semnificativ în putere, ceea ce era comparabil cu locomotivele electrice principale [3] .
Un alt motiv a fost problema epuizării rezervelor mondiale de petrol și creșterea prețurilor la motorină, ceea ce a dus la creșterea costului transportului de mărfuri pe tronsoane neelectrificate de cale ferată, precum și problema poluării mediului prin ardere. produse din hidrocarburi lichide. În acest sens, JSC Căile Ferate Ruse a început să ia în considerare problema creării de locomotive diesel folosind tipuri de combustibili mai ieftine și ecologice. În strategia energetică a Căilor Ferate Ruse, s-a decis transferul treptat a unei părți din flota de locomotive diesel către gaze naturale ( metan ), care este disponibil în cantități mari în câmpurile Rusiei. Principalul dezavantaj al acestui tip de combustibil este densitatea sa redusă, iar pentru a stoca o cantitate suficientă de gaz la bordul unei locomotive, fie acesta trebuie să fie comprimat la o presiune foarte mare (până la 200 de atmosfere), ceea ce necesită utilizarea de rezervoare grele cu pereți groși și, prin urmare, nu este potrivită pentru locomotivele principale, sau lichefierea acesteia prin răcire la o temperatură sub -161 °C, ceea ce face posibilă obținerea unei reduceri a volumului de gaz de aproximativ 600 de ori [3] . În același timp, costul producerii chiar și al gazului natural lichefiat (GNL) este aproape jumătate față de cel al motorinei, ceea ce reduce costurile de exploatare [4] .
Cu toate acestea, gazul natural lichefiat (GNL) ocupă de două ori volumul de motorină de aceeași masă și necesită un rezervor criogenic special izolat termic pentru depozitarea sa, care trebuie să fie de peste două ori volumul rezervoarelor standard de combustibil pentru a stoca suficient combustibil. la bordul locomotivei... Din cauza volumului mare, rezervorul de combustibil GNL nu poate fi amplasat pe aceeași secțiune a locomotivei principale ca și unitățile de putere și necesită o secțiune suplimentară de licitație [5] . Pentru a putea găzdui motoare de tracțiune pe această secțiune pentru a utiliza mai eficient masa adezivă a locomotivei, centrala primară de pe cealaltă secțiune trebuie să furnizeze o putere mare, care poate fi realizată folosind o turbină cu gaz în loc de o turbină cu gaz . piston sau motor diesel -gaz . În plus, utilizarea unui motor pe gaz, în special a unei turbine cu gaz, face posibilă realizarea unei reduceri a cantității de emisii nocive în atmosferă comparativ cu un motor diesel [3] .
În legătură cu aceasta, conducerea Căilor Ferate Ruse a decis că ar fi oportun să creeze o locomotivă principală cu turbină cu gaz capabilă să conducă trenuri de aceeași masă ca și locomotivele electrice principale în serie și să funcționeze cu gaz natural lichefiat [3] .
La începutul anului 2005, la ordinul Căilor Ferate Ruse, Institutul de Cercetare și Proiectare și Tehnologie All-Russian (VNIKTI) din Kolomna a început dezvoltarea unei locomotive principale cu turbină cu gaz de marfă GT1, cu două secțiuni, cu transmisie electrică, având o putere nominală. a unui motor cu turbină cu gaz de 8300 kW și care utilizează gaz natural lichefiat drept combustibil (GNL) regazeificat înainte de a fi alimentat în turbina cu gaz. Rezervorul criogenic de GNL a necesitat un volum semnificativ pentru a găzdui, așa că s-a decis amplasarea lui și a centralei electrice în secțiuni separate, ceea ce a simplificat întreținerea acestora. Un astfel de aranjament a fost folosit anterior în locomotivele diesel sovietice experimentale 2TE10G și 2TE116G , între secțiunile principale ale cărora era atașată o secțiune de licitație cu un rezervor criogenic fără motoare electrice de tracțiune, precum și locomotivele cu turbină cu gaz de marfă din SUA , la care o licitație. secțiunea sub formă de rezervor cu păcură a fost atașată în spate. Diferența dintre noua locomotivă cu turbină cu gaz și aceste locomotive a fost că motoarele de tracțiune de pe ea au fost amplasate și pe secțiunea de licitație cu un rezervor de combustibil, drept urmare a devenit o secțiune de rapel . În plus, această secțiune urma să găzduiască un generator diesel auxiliar folosit pentru pornirea turbinei cu gaz și pentru a rula locomotiva fără sarcină pentru a economisi combustibil [3] [5] .
Pentru a accelera procesul de creare a unei noi locomotive cu turbină cu gaz, s-a decis să se utilizeze caroseria și trenul de rulare ale locomotivei existente. În rolul acestuia din urmă, a fost aleasă o locomotivă electrică de marfă cu două secțiuni și douăsprezece axe din seria VL15 , care avea o secțiune suficient de lungă pentru a găzdui o centrală electrică cu turbină cu gaz și o putere totală adecvată a motoarelor de tracțiune [3] . Aceste locomotive electrice au fost produse în a doua jumătate a anilor 1980 de Uzina de locomotive electrice din Tbilisi , în timp ce corpul și boghiurile lor au fost produse de Uzina de locomotive electrice Novocherkassk [6] . În ianuarie 2005, Uzina de reparații de locomotive electrice din Chelyabinsk a început pregătirile pentru modernizarea locomotivei electrice VL15-008, produsă în 1987 și funcționată anterior pe calea ferată Oktyabrskaya [7] , după ce au demontat toate echipamentele electrice principale din caroserie și din acoperiş. În luna iunie a aceluiași an, locomotiva electrică cu personal insuficient a fost trimisă pentru o conversie ulterioară într-o locomotivă cu turbină cu gaz la Uzina de reparații de locomotive diesel Voronezh [8] .
Totodată, din martie 2005 au început lucrările de selecție a componentelor pentru viitoarea locomotivă cu turbină cu gaz [3] . 54 de întreprinderi industriale au fost implicate în crearea unei locomotive cu turbină cu gaz și a echipamentelor acesteia, 90% dintre acestea fiind companii din Rusia. VNIKTI a devenit dezvoltatorul principal al proiectării și documentației tehnice pentru locomotivă și a coordonat lucrările de asamblare și fabricare a componentelor și a creat, de asemenea, un sistem și un software de control cu microprocesor. Modernizarea locomotivei, instalarea echipamentelor și fabricarea unui număr de noi unități ale părții mecanice au fost efectuate de Uzina de reparații de locomotive diesel Voronezh . Motorul cu turbină cu gaz a fost fabricat de Complexul științific și tehnic N. D. Kuznetsov Samara , generatoarele de tracțiune și auxiliare au fost fabricate de Elektrotyazhmash-Privod LLC (Lysva), rezervorul criogenic a fost fabricat de Uralkriomash OJSC (Nizhny Tagil), o nouă cabină de control - CNE „Zbor” (Obninsk) [9] . În procesul de creare a unei locomotive cu turbină cu gaz, întreprinderile au efectuat un complex de lucrări complexe de cercetare și dezvoltare pentru a crea o turbină cu gaz care funcționează pe metan și un generator de tracțiune de mare viteză acționat de aceasta fără cutie de viteze, un sistem de alimentare cu combustibil și gazeificare cu un timp minim de pregătire, un sistem de control și diagnosticare cu microprocesor, precum și amenajarea echipamentelor [1] .
Deoarece puterea de ieșire calculată a motoarelor de tracțiune ale locomotivei cu turbină cu gaz era mai mică decât cea a locomotivei electrice originale, s-a încercat înlocuirea motoarelor de tracțiune originale ale locomotivei TL-3B cu motoare electrice NB-420B mai ușoare și mai puțin puternice. de la locomotive electrice VL82 . Însă nu s-au găsit motoare de rezervă și s-a decis demontarea lor de la două locomotive electrice VL82, care erau în stare tehnică relativ bună. În procesul de reechipare, s-a dovedit că aceste motoare nu erau potrivite și, ca urmare, motoarele de tip original au fost lăsate pe locomotiva cu turbină cu gaz. Totodată, s-a decis trimiterea locomotivelor electrice VL82 folosite ca donatori temporari pentru motoare dintr-un motiv necunoscut pentru a fi tăiate [5] .
Atunci când au ales o turbină cu gaz, experții VNIKTI au studiat mai multe modele de motoare cu turbină cu gaz fabricate de întreprinderile rusești, inclusiv FSUE Salyut, JSC Aviamotor Scientific and Technical Complex Soyuz (Moscova), JSC Aviadvigatel (Perm) și JSC " Samara Științific și Tehnic Complex numit după N. D. Kuznetsov „(Samara). Alegerea a fost făcută în favoarea întreprinderii Samara, care avea experiență în crearea la sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 1990 a unui turboreactor de avion care funcționa cu hidrogen lichefiat și metan lichefiat. Caracteristica de proiectare a motorului a fost implementarea gazificării combustibilului lichid răcit datorită încălzirii cu gazele fierbinți de eșapament în țeava de evacuare a turbinei, fără a utiliza purtători de căldură intermediari, ceea ce a crescut eficiența procesului de tratare a gazelor. Motoarele experimentale au fost folosite pe un avion de pasageri experimental Tu-155 (un analog al seriei Tu-154 cu motoare cu kerosen), dar s-au dovedit a fi nerevendicate în aviație. Cu toate acestea, experiența acumulată s-a dovedit a fi utilă în realizarea unui motor cu turbină cu gaz pentru o locomotivă [3] .
Lucrarea principală privind crearea motorului cu turbină cu gaz NK-361 pentru o locomotivă bazată pe motoare de aeronave disponibile comercial a fost efectuată de specialiști de la SNTK Kuznetsov în 2005 [10] . La începutul anului 2006, a început testarea generatorului de gaz, iar în curând întregul motor cu turbină cu gaz [11] . În timpul fabricării turbinei, componentele sale individuale au fost testate, inclusiv camera de ardere la pornirea cu gaz rece. În curând, Electrotyazhmash-Privod a fabricat un generator de tracțiune de mare viteză pentru această turbină, care, după testele din fabrică, a fost livrat la uzina Samara în vara aceluiași an. Testele finale de reostat de banc ale turbinei cu gaz și ale generatorului au fost efectuate în decembrie 2006 [12] [3] . În timpul testelor au fost efectuate 73 de porniri de motoare, timp în care s-a verificat funcționarea sistemului de combustibil de la rezervorul criogenic la turbina cu gaz și funcționarea sistemelor de ulei ale turbinei cu gaz și generatoarelor, depanând pornirea la rece a motor cu turbină cu gaz cu acces la turația nominală, determinarea parametrilor principali ai motorului, tracțiunea și generatoarele auxiliare la diferite moduri de sarcină de la ralanti la maxim, evaluarea vibrațiilor motorului. Testele au confirmat performanța așteptată a motorului, dar sistemul de reglare a modurilor de funcționare a necesitat îmbunătățiri [13] .
În procesul de transformare a unei locomotive electrice într-o locomotivă cu turbină cu gaz la uzina Voronezh, boghiurile și caroseria locomotivei au suferit o revizie majoră, în timp ce cabinele metalice originale au fost tăiate și au fost instalate noi cabine din fibră de sticlă semi-carenate, similare cu cea a locomotivei. cabinele locomotivelor electrice ES4K și ES5K [9] . A fost tăiat și acoperișul caroseriei pentru a fi înlocuit cu unul nou modular de înălțime mai mare, iar în pereții laterali au fost tăiate grile de admisie a aerului și uși pliante pentru accesul la echipamente din exterior, în timp ce unele dintre ferestre au fost eliminate [ 14] . Până la sfârșitul anului 2006, locomotiva cu turbină cu gaz a fost practic asamblată, iar instalarea echipamentelor pe ea a fost finalizată în sfârșit în primăvara anului 2007 [13] . Locomotiva a fost vopsită în roșu cu o dungă gri și albă pe lateral, un acoperiș gri și o față albastră cu o dungă portocalie. Costul de producție al unei locomotive cu turbină cu gaz s-a ridicat la 200 de milioane de ruble rusești [15] .
În viitor, locomotiva cu turbină cu gaz GT1-001 a fost modernizată în mod repetat pe teritoriul VNIKTI din Kolomna, unde sistemul său de combustibil și echipamentele sistemului de control au fost supuse unor modificări majore [13] [16] . În 2012, locomotiva cu turbină cu gaz a fost modernizată cu înlocuirea unei centrale electrice auxiliare cu generator diesel cu un rezervor de combustibil pentru o baterie de tracțiune pentru mișcările de manevră cu motorul cu turbină cu gaz oprit, primind indicele „h” (hibrid - hibrid). Totodată, colorarea a fost și ea ușor modificată: pe pereții laterali de dedesubt a apărut o dungă verde deschis cu inscripțiile galbene „LNG-Hybrid” și „LNG-Hybrid” [7] [17] .
După ajustarea sistemului de combustibil și finalizarea cu succes a testelor locomotivei cu turbină cu gaz GT1-001, Căile Ferate Ruse au început să ia în considerare problema producției în serie a unor astfel de locomotive. Uzina din Voronezh a modernizat doar locomotiva existentă, iar pentru noile locomotive cu turbină cu gaz trebuia să asambleze caroserii și trenul de rulare noi, trebuia să își organizeze producția la Uzina de locomotive electrice Novocherkassk , care la un moment dat producea în masă caroserii și boghiuri. a locomotivelor electrice VL15 [5] , precum și a locomotivelor electrice VL85 , VL65 , EP1 și EP1M cu un design similar al părții mecanice, care ar putea asigura dezvoltarea producției de locomotive cu turbină cu gaz GT1 la costuri minime. Cu toate acestea, Transmashholding , care includea această fabrică, nu a luat inițiativa de a dezvolta proiectul de locomotivă cu turbină cu gaz și a cerut ca Căile Ferate Ruse să rezolve în mod independent o serie de probleme privind finalizarea proiectării locomotivei și, de asemenea, a prezentat o condiție pentru crearea unei rețele. a stațiilor de alimentare cu gaze pe traseul propus de funcționare a acestora înainte de începerea producției lor. Datorită faptului că negocierile nu au condus la acordurile așteptate, Căile Ferate Ruse au decis să ia în considerare producția în continuare de locomotive cu turbină cu gaz de către alte companii [18] .
La începutul anului 2012, conducerea Căilor Ferate Ruse a ajuns la un acord preliminar cu Grupul Sinara privind organizarea producției de locomotive principale cu turbină cu gaz la uzina de locomotive diesel Lyudinovsky , care face parte din grup [18] . Anterior, această fabrică producea o locomotivă cu turbină cu gaz de manevră TGEM10 cu o secțiune de rapel care conținea butelii de gaz natural comprimat . În luna iunie a aceluiași an, companiile au încheiat un acord care prevedea producerea unui prototip de locomotivă în 2013, iar dacă a trecut cu succes testele, organizarea producției de masă a altor 39 de astfel de locomotive [19] .
S-a decis crearea unei noi locomotive cu turbină pe gaz pe baza elementului de bază a locomotivelor produse de Grupul Sinara, pentru care proiectul a fost complet reproiectat. Ca și în cazul primei locomotive, VNIKTI a devenit principalul dezvoltator de proiectare și documentație tehnică pentru noua mașină și a coordonat producția de componente și asamblarea locomotivei. La crearea unei turbine cu gaz, au fost luate în considerare defectele de proiectare ale primei mașini bazate pe VL15 [17] [20] [21] . S-a hotărât mărirea volumului rezervorului de combustibil pe secțiunea booster și deschiderea acestuia pentru posibilitatea înlocuirii lui cu altul în loc de realimentare și pentru îmbunătățirea siguranței [17] .
În proiectul inițial, noua locomotivă cu turbină cu gaz avea un șasiu de trei boghiuri biaxiale, ca prima locomotivă, dar folosind cabine și părți de caroserie unificate cu locomotive electrice 2ES6 fabricate de uzina Ural Locomotives din Ekaterinburg , care face parte din Grupul Sinara. [22] . Cu toate acestea, fabrica Lyudinovsky, care a fost încredințată cu fabricarea mașinii, nu a produs locomotive cu un tren de rulare de un astfel de design și, pentru a accelera producția, s-a decis să se facă locomotiva cu opt axe pe baza trenului de rulare. a locomotivelor diesel TEM7 A, TEM14 și TE8 produse în serie de fabrică cu două boghiuri articulate cu patru axe și o lungime de-a lungul axelor cuplelor automate de 21.500 mm. Acest lucru a condus la o creștere a masei fiecărei secțiuni în comparație cu prima locomotivă cu turbină cu gaz la 184 de tone în loc de 150, cu toate acestea, datorită numărului mai mare de osii ale motoarelor, proprietățile de tracțiune ale locomotivei trebuiau să se îmbunătățească, iar axa. sarcina a scăzut la 23 de tone pe axă. În ciuda unor astfel de diferențe semnificative de proiectare în comparație cu prima locomotivă cu turbină cu gaz, locomotivei i sa atribuit în continuare aceeași denumire de serie - GT1h [17] [20] [21] .
Motorul cu turbină cu gaz, ca și prima locomotivă, a fost fabricat de Kuznetsov SNTK, un nou generator de tracțiune îmbunătățit a fost fabricat de Electrotyazhmash-Privod LLC (Lysva), motoarele de tracțiune au fost fabricate de Elektrotyazhmash State Enterprise (Kharkov), un rezervor de combustibil criogenic a fost fabricat fabricat de OAO Uralkriomash" (Nizhny Tagil), pompă criogenică - Fives Cryomec (Elveția), recipient de gaz și o serie de elemente ale sistemului de combustibil - OJSC "Cryomash-BZKM" (Balashikha) [20] , cabină și panou de control, ca precum și un convertor de nevoi proprii - NPP „Gorizont” [23] și NPO „Avtomatika” (Ekaterinburg), iar sistemul de control cu microprocesor a fost dezvoltat de VNIKTI [20] [24] [21] .
În ianuarie 2013, uzina Lyudinovsky a fabricat secțiunea de rapel [25] și a început construirea secțiunii de tracțiune și putere, care a fost asamblată în iunie același an. Locomotiva a primit o culoare corporativă roșu-gri în trei culori a Căilor Ferate Ruse, conform unei scheme similare cu locomotivele electrice 2ES6 : jumătatea superioară a caroseriei în zona cabinei și dunga superioară îngustă din zona sălii mașinilor sunt vopsite în roșu; acoperiș, o bandă mijlocie îngustă în zona cockpitului la nivelul luminilor tampon, care apoi se îndoaie în sus și continuă ca una largă în zona sălii mașinilor - de culoare gri deschis, iar cadrul, jumătatea inferioară a spatelui caroseriei , curățător de șenile și boghiuri - în gri închis. Rezervorul criogenic a fost vopsit cu gri deschis și pe ambele părți a primit un model cu fluturi zburând peste o pajiște verde [26] .
Inițial, Căile Ferate Ruse plănuiau să încheie înainte de începutul anului 2015 un contract pentru furnizarea a încă 39 de locomotive cu turbină cu gaz GT1h până la sfârșitul anului 2020 [19] , dar din cauza crizei economice din Rusia și a lipsei infrastructurii pentru lichefierea gazelor naturale. uzinelor și punctelor de realimentare a locomotivelor, planurile de producție ale acestor locomotive cu turbină cu gaz au fost în mod constant întârziate și reduse în volum. În octombrie 2016, pe baza rezultatelor testelor GT1h-002, Grupul Sinara a primit permisiunea de a produce o serie de instalații de 24 de mașini similare [27] . În 2017, a fost planificată începerea asamblarii celei de-a treia locomotive, dar aceste planuri nu au fost niciodată implementate. În 2019, Căile Ferate Ruse au semnat un acord de intenție cu Grupul Sinara pentru producția a 23 de locomotive cu turbină cu gaz până în 2025 [28] , dar producția acestora nu a început până la jumătatea anului 2020.
În viitor, Lyudinovsky Zavod ia în considerare posibilitatea de a crea o secțiune de licitație intermediară remorcată cu încă un rezervor de combustibil criogenic pentru execuția unei locomotive cu turbină cu gaz. Este planificată agățarea acestei secțiuni între tracțiune și propulsor pentru a permite funcționarea locomotivelor cu turbină cu gaz fără realimentare pe secțiuni de până la 1400 km lungime. Potrivit proiectului, secțiunea va avea o lungime mai mică decât cele de tracțiune și va fi susținută de două boghiuri nemotorizate cu două osii. De-a lungul marginilor secțiunii de licitație, se preconizează dotarea compartimentelor cu pompe criogenice care vor pompa combustibil în secțiunea de putere, atât din aceasta, cât și din secțiunea de rapel, în timp ce compartimentele vor fi echipate cu intrări laterale și tranziții de intersecție [29] .
Locomotivele principale cu turbină cu gaz GT1 (GT1h) sunt proiectate pentru a conduce trenuri de marfă de lungime și greutate crescute sau pe teren montan cu profil complex pe tronsoane neelectrificate ale căilor ferate cu ecartament de 1520 mm . Pot fi operate într-un climat temperat la o temperatură ambiantă de -50 până la +40 °C, în timp ce, în comparație cu locomotivele diesel, nu necesită preîncălzirea motorului iarna și sunt mult mai ecologice în ceea ce privește emisiile. a substantelor nocive. Durata de viață nominală a locomotivei este de 40 de ani [30] .
În ceea ce privește puterea, locomotivele cu turbină cu gaz GT1h cu două secțiuni sunt comparabile cu locomotivele diesel din familia 3TE25K / 3TE25A într-o configurație cu trei secțiuni sau un sistem de două locomotive diesel principale din două secțiuni din familia 2TE10 sau 2TE116 (într-un model de patru secțiuni). -dispunerea sectiunii), care le permite sa fie folosite la schimbarea tipului de tractiune de la electric la autonom fara reforma trenurilor de marfa intr-unul mai mic.greutate sau folosirea a doua locomotive pentru a le conduce. Deoarece puterea locomotivelor diesel este, în general, mai mică decât cea a locomotivelor electrice, atunci când se transportă prin secțiuni neelectrificate, trenurile de marfă trebuie adesea să fie deconectate și transportate pe părți, în timp ce o locomotivă cu turbină cu gaz poate transporta trenuri întregi. În același timp, locomotivele cu turbină cu gaz au o lungime și o masă mai mici decât trenurile gemene de trei sau patru secțiuni diesel de capacitate totală similară și sunt mai ieftin de întreținut [1] .
Din punct de vedere economic, utilizarea locomotivelor cu turbine cu gaz este cea mai benefică în regiunile de producție de gaze naturale sau de trecere a conductelor principale de gaze, unde transportul și lichefierea ieftină a gazului și a echipamentelor de-a lungul căilor ferate ale unei rețele de benzinării este posibil. Cu toate acestea, din cauza consumului crescut de combustibil al unui motor cu turbină cu gaz la ralanti sau la sarcină mică în comparație cu un motor diesel, funcționarea locomotivelor cu turbină cu gaz devine profitabilă numai dacă conduc trenuri mari în mod constant pentru cea mai mare parte a timpului de funcționare [31] .
Locomotivele cu turbină cu gaz GT1h-001 (pe baza VL15) [16] [32] [6] și GT1h-002 (similar din punct de vedere structural cu TE8 și 2ES6) [20] [33] [34] [35] au următoarele caracteristici principale:
| Parametru | Valoarea după tipul de locomotivă cu turbină cu gaz | ||
| GT1h-001 (bazat pe VL15) |
GT1h-002 (similar cu TE8 și 2ES6) | ||
| Formula axială | 2 × (2 0 -2 0 -2 0 ) | 2 × (2 0 +2 0 -2 0 +2 0 ) | |
|---|---|---|---|
| Dimensiuni | |||
| Lungime, mm | de-a lungul axelor cuplelor automate | 2 x 22530 = 45060 | 2 x 21.500 = 43.000 |
| după cadru | 21 310 | 20 366 | |
| Latime, mm | după corp | 3180 | 3150 |
| după cadru | 3240 | 3150 | |
| Înălțimea de la nivelul capului șinei, mm |
acoperișuri prin antene | 5250 [14] | ? |
| axe de cuplare | 1060 | ||
| Dimensiunile trenului de rulare , mm |
ampatament complet | 16 430 | 17 200 |
| Baza pe centre de boghiuri | 6765 + 6765 | 10 900 | |
| Ampatamentul căruciorului | 2900 | 3×2100 | |
| Diametrul roților noi | 1250 | 1050 | |
| Latimea benzii | 1520 | ||
| Raza minimă a curbelor practicabile |
125 000 | ||
| Indicatori de greutate | |||
| Greutate operațională, t | 2 x 150 = 300 | 2 x 184 = 368 | |
| Sarcina pe osie pe șine, kN (tf) | 245 (25) | 226 (23) | |
| Rezerva de combustibil, t | gaz lichefiat (pentru GTE) | 17 | douăzeci |
| motorină (pentru motorină auxiliară) | 0.4 (înainte de modernizare) |
— | |
| Caracteristici de tracțiune și energie | |||
| Puterea turbinei cu gaz, kW (CP) | 8300 (11 284) | 8500 (11557) | |
| Puterea generatorului diesel auxiliar, kW | 400 (inainte de modernizare) |
— | |
| Puterea motoarelor de tracțiune, kW |
orar | N / A. | 16 x 459,7 = 7355 |
| în regim continuu | 12 x 560 = 6720 | 16 × 415,6 = 6650 | |
| Forța de tracțiune, kn (ts) | când se trage departe | 883 (90) | 981 (100) |
| orar | — | 775 (79) | |
| în regim continuu | 620 (63) | 775 (79) | |
| la viteza maxima | 245 (25) | 255 (26) | |
| Viteza, km/h | orar | — | 33 |
| în regim continuu | 38 | treizeci | |
| structural | 100 | ||
Locomotivele cu turbină cu gaz din familia GT1 constau din două secțiuni principale de motor - secțiuni de tracțiune și putere, pe care se află o centrală electrică cu turbogenerator și o secțiune de rapel, pe care este amplasat un rezervor de combustibil criogenic. Secțiunile sunt unificate în ceea ce privește designul trenului de rulare, al cabinei șoferului și parțial al caroseriei și au aceeași lungime, dimensiuni și greutate de serviciu. Cu toate acestea, datorită împărțirii rezervorului de combustibil și a centralei electrice în secțiuni diferite, acestea nu pot funcționa singure și nu sunt interschimbabile, spre deosebire de locomotivele diesel cu motoare individuale și rezervoare de combustibil. Partea mecanică a locomotivelor cu turbină cu gaz de primul și al doilea tip este foarte diferită una de alta, mașinile și dispozitivele electrice diferă, de asemenea, în timp ce aspectul general al echipamentului, sistemul de combustibil și motorul cu turbină cu gaz au un design similar [17] [ 36] [37] .
Locomotivele cu turbină cu gaz GT1 din ambele versiuni au caroserii de tip vagon din oțel cu o cabină de comandă în fiecare secțiune și o intersecție care se intersectează din partea opusă cabinei. Acestea constau dintr-un cadru principal portant, cadre pentru asigurarea pereților și echipamentelor și pereții interioare, pereții laterali și de capăt, o cabină de șofer modulară și un acoperiș modular. Corpurile secțiunilor de tracțiune-energie și de amplificare diferă între ele printr-un număr de elemente la pereții laterali și frontali și la acoperiș și prin amplasarea pereților interioare [3] [5] , precum și prin absența pereților. și un acoperiș în zona rezervorului de combustibil a locomotivei cu turbină cu gaz de al doilea tip [38] . Între tracțiune și putere și partea din spate a secțiunii de rapel este posibilă o trecere prin tranzițiile de intersecție, cu toate acestea, trecerea la partea din față a secțiunii de rapel nu este asigurată din cauza rezervorului de combustibil criogenic [5] [20 ]. ] . La capetele cadrului se află cuple automate SA-3, care servesc la cuplarea secțiunilor între ele din laturile de capăt și la cuplarea locomotivei cu alt material rulant din părțile capului. Dimensiunea corpului în ambele versiuni este 1T [17] .
Corpul primei locomotive cu turbină cu gazCaroseria primei locomotive cu turbină cu gaz GT1 a fost modificată față de corpul locomotivei electrice VL15. Modificarea constă în instalarea unei noi cabine a șoferului și a unui acoperiș modular mai înalt, tăierea trapelor și a grilajelor de admisie a aerului în pereții laterali și efectuarea unor alte modificări în designul acestora, datorită amplasării unei centrale cu turbină cu gaz, echipamente criogenice și rezervor de combustibil în locomotivă [3] . Caroseria originală VL15, fabricată la uzina de locomotive electrice Novocherkassk, este similară ca design cu corpul locomotivei electrice VL85 AC, produsă de aceeași fabrică [6] . Lungimea corpului fiecărei secțiuni este de 22.530 mm, de-a lungul barelor tampon - 21.310 mm ; lățimea corpului în partea inferioară în zona cadrului este de 3240 mm, iar în partea principală de-a lungul pereților laterali - 3180 m [39] .
Baza corpului fiecărei secțiuni este un cadru purtător dreptunghiular, care are o structură sudată și percepe toate tipurile de sarcini longitudinale și transversale. Cadrul este alcătuit din două grinzi longitudinale realizate din canale și conectate între ele prin foi metalice de 12 mm grosime, bare tampon transversale care fixează grinzile longitudinale la capete și grinzi transversale de tip strâns având o secțiune în formă de cutie și care fixează grinzile longitudinale la prindere. puncte ale elementelor de suspensie a caroseriei pe cărucioare. Toate elementele portante și unitățile de cadru sunt sudate cu cusături solide și formează o structură portantă proiectată pentru o forță longitudinală de compresiune de 2940 kN (300 tf) [39] . La capetele cadrului, cutiile unui aparat de absorbție a șocurilor cu un cuplaj automat SA-3 sunt sudate în barele tampon, iar dispozitivele de curățare a șenilelor sunt, de asemenea, fixate din partea laterală a cabinei. Suporturile de tracțiune ale boghiurilor exterioare sunt sudate pe partea inferioară a barelor tampon, iar suportul boghiului din mijloc este montat central pe planul inferior al grinzii intermediare. Centrele cărucioarelor sunt așezate la o distanță de 6765 mm unul de celălalt [6] . De jos până în cadrul dintre boghiurile din față și din mijloc, rezervoarele principale ale sistemului pneumatic sunt suspendate, iar între boghiurile din mijloc și din spate se află cutii de baterii (secțiunea de propulsie a primei locomotive avea un rezervor de combustibil în loc de baterii externe. înainte de modernizare în GT1h) [36] .
Pe locomotiva cu turbină pe gaz GT1h de primul tip, în locul cabinelor drepte originale de la VL15 cu parbriz înclinat, s-au instalat cabine convexe semi-carenate modulare fabricate de NPP Polyot cu piele din fibră de sticlă. Prin proiectare, cabinele locomotivei cu turbină cu gaz sunt aproape similare cu cabinele locomotivelor electrice din familiile ES4K și ES5K , care au fost produse și de această întreprindere, dar în GT1 au o înălțime mai mare deasupra reflectorului. Cabina este un cadru realizat din profile metalice rigide orizontale și verticale, pe exteriorul căreia sunt montate carene din plastic, iar pe interior - căptușeală interioară [9] . Partea din față a cabinei are o formă curbată, convexă, care iese cel mai în față la nivelul cadrului și al luminilor tampon și are o curbă arcuită de sus, transformându-se ușor în acoperiș [7] . Sub parbriz, este echipat cu o centură de întărire pentru a reduce deteriorarea locomotivei și a răni echipajul locomotivei din cauza rănirii grave în cazul unei coliziuni. Rezistă o sarcină de 290 kN (30 tf), distribuită uniform pe lățimea părții frontale [40] . Panourile de colț înguste sunt plasate de-a lungul marginilor părții frontale la un unghi ușor, care se extind treptat în sus și se îndoaie în pantele laterale ale acoperișului locomotivei [7] .
Cabina are un singur parbriz trapezoidal cu o îngustare în partea superioară, echipată cu două ștergătoare de parbriz sub ea. Pe partea exterioară a parbrizului, treptele sunt sudate pe părțile laterale ale cuplajului, există o treaptă îngropată deasupra cuplajului și balustrade pe părțile laterale ale luminilor tampon din mijloc și chiar sub parbriz în centru. Deasupra parbrizului în zona de curbură, este instalat un proiector cu cap trapezoidal cu o îngustare în partea de sus, care este îngropat în corpul cabinei și înclinat înapoi, iar pe părțile laterale ale reflectorului există grile de admisie a aerului care sunt absente în ES4K / Locomotive electrice ES5K. La mijloc, între cuplajul automat și partea inferioară a parbrizului, lumini cu LED-uri tampon orizontale de formă rotundă sunt amplasate în perechi, încorporate într-o carcasă comună din plastic și similare cu luminile tampon ale locomotivelor electrice ES4K și ES5K de producție timpurie [9] ] . Farurile roșii din spate sunt situate la margini, iar stopurile albe sunt mai aproape de centrul cockpitului [7] .
Sub carenele inferioare, un dispozitiv de curățare a șenilei înclinat cu șase fante este fixat pe grinda tampon frontală a cadrului. Dispozitivul de curățare a urmei este folosit pentru a arunca obiecte străine din traseu și este proiectat pentru o forță longitudinală de 120-140 kN aplicată de-a lungul marginii sale inferioare. De jos, o vizor este fixată cu șuruburi la curățătorul de șenile, care are cinci rânduri de găuri pentru șuruburi, ceea ce vă permite să-i reglați înălțimea peste nivelul capetelor șinei, în funcție de uzura anvelopelor roților [39] [7] .
Pe lateralele cabinei șoferului unei locomotive cu turbină cu gaz există două geamuri laterale, ca în producția timpurie a locomotivelor electrice ES4K / ES5K - una fixă triunghiulară și una dreptunghiulară cu o sticlă care cade, în fața cărora există o vedere din spate. oglinzi. În zona sălii mașinilor, din trei ferestre rotunde de fiecare parte a secțiunii pe care le avea VL15, locomotiva cu turbină cu gaz GT1 are doar câte un față de-a lungul fiecărei părți la secțiunea de tracțiune și putere și mijlocul și spatele pe partea tribord a secțiunea de rapel de combustibil, în timp ce restul ferestrelor au fost sudate cu tablă de oțel. Pentru a intra în locomotiva în spatele cabinei șoferului în partea principală a caroseriei pe fiecare parte există uși cu un singur canat care se deschid rotindu-se spre interior, în timp ce foișoarele sunt echipate cu o fereastră dreptunghiulară față de VL15. Pentru a asigura posibilitatea ridicării de pe un terasament sau o platformă joasă, pe lateralele ușilor există balustrade verticale, în mijlocul peretelui lateral al tocului există o adâncitură de treaptă, iar sub corp sub ușă există două -scara treptată [7] .
Pereții laterali din spatele cabinei șoferului sunt un cadru din profile laminate și îndoite învelite cu tablă de oțel de 2 mm grosime [41] . În partea principală a corpului, pentru creșterea rigidității, pereții sunt prevăzuți cu ondulații longitudinale, iar la nivelul cadrului au o suprafață netedă și ies cu 30 mm pe fiecare parte față de pereții principali. Înălțimea pereților laterali ai cabinei șoferului este mai mare decât cea a părții principale a caroseriei, în care partea verticală a pantelor acoperișului este atașată deasupra pereților laterali.În comparație cu locomotiva electrică originală, grilajele de admisie a aerului și ușile cu balamale sunt decupate în pereții laterali ai locomotivei cu turbină cu gaz, care servesc la accesarea echipamentului din exterior și la realimentarea rezervorului de combustibil criogenic. În partea din față a fiecărei secțiuni a locomotivei cu turbină cu gaz, la nivelul ferestrelor de pe ambele părți, există două grile de aerisire ale camerei feroneriei, în timp ce la secțiunea de rapel sunt situate direct în spatele ușii din față și la secțiunea de tracțiune și putere - la o anumită distanță. În plus, secțiunea de tracțiune și putere vizavi de camera principală a mașinilor cu un motor cu turbină cu gaz la joncțiunea peretelui lateral cu acoperișul are un rând lung de zece grile de aer, iar secțiunea de rapel din zona rezervorului criogenic are grile mici la o înălțime medie pe fiecare parte. În partea din spate a secțiunii de tracțiune pe partea stângă, lângă receptorul criogenic, există două grile cu obloane largi înclinate, iar în partea din spate a secțiunii booster din partea tribord, lângă generatorul diesel sau bateriei de tracțiune există una [7 ] .
Pereții de intersecție de capăt ai locomotivei cu turbină cu gaz sunt înveliți cu foi de oțel netede, în timp ce rezervoarele principale ale sistemului pneumatic disponibil pe VL15 au fost demontate [39] , transferate sub cadrul locomotivei cu turbină cu gaz [36] . În mijlocul pereților de capăt deasupra cuplelor automate există intersecții dotate cu uși de capăt, platforme metalice de tranziție și sufleuri cu baloane de cauciuc neermetice pe laterale și deasupra. În partea stângă a spațiului de intersecție, dacă partea frontală este considerată secțiunea de tracțiune și putere, pe pereții de capăt de la nivelul podelei locomotivei se află prize pentru conducte de conducte de combustibil lichid criogenic și gaz, conectate prin două flexibile. furtunuri termoizolate [42] . Puțin mai jos pe ambele părți sunt prize prin care se leagă secțiunile prin cabluri electrice [7] .
Acoperișul locomotivei cu turbină cu gaz GT1h de primul tip are un profil unghiular cu o parte centrală orizontală și pante laterale înclinate și este format din panouri modulare separate cu îmbinări proeminente transversale. O parte din panourile de acoperiș sunt detașabile pentru posibilitatea de a monta și demonta echipamentul intern al locomotivei în timpul reparațiilor. În față, acoperișul are o pantă netedă rotunjită, cu un reflector încorporat și grile de ventilație pe lateral. Antenele radio sunt amplasate pe acoperișuri deasupra cabinelor șoferului, prizele de aer ale sistemului de aer condiționat și ventilație al cabinei sunt amplasate în pantele laterale. Există, de asemenea, grile de ventilație în versanții laterali, deasupra spatelui încăperii de echipamente a secției. În partea orizontală a acoperișului secțiunii de putere de tracțiune se află un bloc de filtre de aer multiciclonice și o grilă a sistemului de evacuare pentru gazele de evacuare [7] .
Corpul celei de-a doua locomotive cu turbină cu gazCorpul locomotivei cu turbină cu gaz GT1h de al doilea tip este similar în designul cadrului cu locomotiva diesel TE8 , iar în proiectarea cabinei și a pereților laterali - cu locomotiva electrică 2ES6 [17] , dar în comparație cu aceasta din urmă, acesta are o lungime mai mare, precum și forma și înălțimea acoperișului. Lungimea corpului fiecărei secțiuni este de 21.500 mm, de-a lungul barelor tampon - 20.366 mm; latime - 3150 mm [43] [33] .
Baza corpului fiecărei secțiuni este un cadru purtător dreptunghiular, care are o structură sudată și percepe toate tipurile de sarcini longitudinale și transversale. Din punct de vedere structural, cadrul secțiunilor de locomotivă cu turbine cu gaz se bazează pe cadrul locomotivelor diesel TEM7 și TE8 cu o serie de modificări datorate amplasării altor echipamente și instalării unei caroserie de tip vagon în locul uneia cu capotă. Cadrul este format din grinzi centrale longitudinale ale unei secțiuni în I, deplasate de la marginile locomotivei în adâncime și conectate printr-o punte de tablă de oțel de 10-12 mm grosime, bare de canal de-a lungul marginilor locomotivei, cutii de legătură, pivot. ansambluri si compartimentari transversale care formeaza o structura portanta. Grinzile longitudinale sunt întărite sus și inferioare cu curele și sunt interconectate la capete prin cutii de legătură sudate pe elementele portante ale cadrului, în golurile dintre cutii prin pereți despărțitori transversali din tablă de oțel cu grosime, având decupaje pt. conductele de aer de răcire ale motoarelor de tracțiune. Canalele laterale sunt fixate de grinzile centrale cu console transversale, situate în partea superioară a cadrului și, în comparație cu grinzile, au o grosime mică, formând un spațiu liber pe partea laterală a grinzilor, care este parțial ocupat de arcuri ale sistemului de suspensie a caroseriei pe boghiuri. La capetele cadrului sunt instalate cuple automate SA-3 cu un angrenaj de tracțiune și un dispozitiv de curățare a șenilelor este atașat la cadru din partea laterală a cabinei. La o distanță de 10.900 mm unul de celălalt în mijlocul cadrului s-au realizat armături pentru montarea bolțurilor de boghiu și s-au sudat pe lateral suporturi turnate pentru sistemul de suspensie. Sub cadrul secțiunii de tracțiune și putere, în locul rezervorului de motorină folosit la locomotivele diesel, între boghiuri este suspendată o cutie cu baterii de tracțiune, iar sub cadrul secțiunii de propulsie se află o cutie cu ventilatoare de răcire. pentru motoarele de tractiune. De jos, patru rezervoare principale ale sistemului pneumatic sunt suspendate longitudinal de cadru între boghiuri și caseta centrală, iar în partea dreaptă sub cabina șoferului se află un rezervor al sistemului pneumatic de frână [44] .
Pe locomotiva cu turbină cu gaz GT1h de al doilea tip, sunt instalate cabine modulare unghiulare fabricate de NPO Gorizont (Ekaterinburg), similare ca design cu cabinele locomotivelor electrice 2ES6 și locomotivelor diesel TE8 . Partea din față a cabinei are un profil curbat format din două panouri plate înclinate, cu o îndoire care iese în față, sub care se află un panou vertical de cadru frontal. Partea frontală a cabinei din zona panoului înclinat inferior este echipată cu o centură de întărire pentru a reduce gradul de deteriorare a locomotivei și pentru a răni echipajul locomotivei de răni grave în cazul unei coliziuni. Rezistă o sarcină de 290 kN (30 tf), distribuită uniform pe lățimea părții frontale [45] [23] .
Cea mai mare parte a suprafeței panoului superior este ocupată de un parbriz dreptunghiular al cabinei șoferului, echipat cu două ștergătoare sub acesta. Deasupra parbrizului, un spot LED de formă pătrată cu margine trapezoidală este integrat în acoperiș. La nivelul dintre cuplajul automat și partea inferioară a parbrizului, în partea inferioară a panoului înclinat, există perechi de lumini LED tampon orizontale de formă rotundă, încorporate într-o carcasă dreptunghiulară ușor proeminentă. Farurile spate albe sunt situate la margini, iar stopurile roșii sunt mai aproape de centrul cockpitului, adică opusul locației luminilor de pe GT1h-001. Inițial, luminile tampon au fost acoperite cu sticlă mată dreptunghiulară, ca cele ale locomotivelor diesel TE8, dar ulterior au fost demontate. Între luminile tampon este fixată o plăcuță cu denumirea seriei și a numărului locomotivei cu turbină cu gaz. Cabina este echipata cu balustrade-trepte orizontale situate in centru direct deasupra si sub parbriz, la mijloc intre placa si cotul parbrizului si sub placa [26] [23] [45] .
Sub nivelul podelei cabinei există un panou frontal al cadru vertical care se înclină ușor, care se înclină treptat spre partea de jos. De jos este atașat un dispozitiv de curățare a șenilelor, care servește drept continuare și, de asemenea, se îngustează spre partea de jos. Dispozitivul de curățare a urmei este utilizat pentru a arunca obiecte străine de pe traseu și este proiectat pentru o forță longitudinală de cel puțin 137 kN (14 tf) aplicată pe marginea sa inferioară. Puțin deasupra dispozitivului de curățare a șenilor, un cuplaj automat iese de sub panoul frontal al cadrului, iar pe părțile laterale ale acestuia sunt plasate manșoane de linii pneumatice, în partea stângă există o pârghie de eliberare, iar treptele sunt sudate pe acesta și calea mai clară la dreapta. De jos, curățătorul de șenile are trei margini înclinate, la baza cărora este înșurubat un vizor vertical. Vizorul are trei rânduri de găuri pentru șuruburi, ceea ce vă permite să-i reglați înălțimea deasupra nivelului capetelor șinei, în funcție de uzura jantelor roților. Este posibil să instalați perii metalice pe dispozitivul de curățare a șenilei pentru a curăța șenile în zona de trecere a carcaselor angrenajului unităților roată-motor [44] .
Pe lateralele cabinei șoferului locomotivei cu turbină cu gaz se află două geamuri laterale, asemănătoare structural cu locomotiva electrică 2ES6 - fixă trapezoidală și dreptunghiulară cu sticla care se deplasează înainte, în fața cărora sunt oglinzi retrovizoare. Pentru a intra în locomotiva din spatele cabinei conducătorului auto, în partea principală a caroseriei, pe fiecare parte, există uși cu un singur canat, cu o fereastră ovală, deschisă prin întoarcere spre interior, asemănătoare ușilor locomotivelor electrice seriale 2ES6. Pentru a asigura posibilitatea ridicării de pe un terasament sau o platformă joasă, pe părțile laterale ale ușilor sunt fixate balustrade verticale, se înșurubează o treaptă pe canalul de canal al cadrului și se fixează o scară verticală pe corpul căruciorului [ 26] .
Pereții laterali ai părții principale a caroseriei din spatele cabinei sunt un cadru realizat din profile de oțel laminate și îndoite, acoperite cu tablă de oțel de 3 mm grosime. În comparație cu prima locomotivă, pereții au o suprafață netedă, în timp ce secțiunea de rapel din zona rezervorului criogenic nu le are. Pereții părții principale a corpului ambelor secțiuni sunt dotați cu trape de deschidere pentru accesul la echipamente din exterior, precum și cu grile de ventilație. În pereții laterali ai secției de tracțiune și putere, lângă ușa din față, pe fiecare parte sub acoperiș, sunt construite patru grile de ventilație ale camerei de control. În plus, la același nivel, pereții secțiunii sunt îndoiți la o înclinare până la capătul secțiunii, formând un spațiu de aer sub prizele de aer din acoperiș. Pe cea mai mare parte a lungimii acestei curbe, barele colectoare electrice triple sunt așezate pe izolatoare de-a lungul ambelor părți pentru a alimenta secțiunea de amplificare. În secțiunea booster, părțile laterale din față și din spate sunt drepte până la acoperiș. Nu există ferestre în toate sălile mașinilor [43] [26] .
Pereții de intersecție de capăt ai ambelor secțiuni ale locomotivei cu turbină cu gaz și pereții intermediari ai secțiunii de amplificare de-a lungul marginilor rezervorului de combustibil sunt înveliți cu foi de oțel netede. În mijlocul pereților de capăt deasupra cuplelor automate există intersecții dotate cu uși de capăt, platforme metalice de tranziție și sufleuri cu baloane de cauciuc neermetice pe laterale și deasupra. Cutiile de nisip din spate sunt situate pe părțile laterale ale intersecției pe pereții exteriori. Pe partea stângă a peretelui de capăt al fiecărei secțiuni, la un nivel ușor deasupra cadrului locomotivei, există cuiburi exterioare de țevi ale conductei de combustibil criogenic, îndreptate în sus în unghi și conectate printr-o conductă specială izolată termic de un U. -profil în formă cu țevi flexibile înclinate, a cărui țeavă mijlocie orizontală este situată transversal deasupra intersecției. Pe partea dreaptă a cutiilor cu nisip există prize pentru conexiuni electrice intersecționale, prin care secțiunile sunt conectate prin cabluri electrice suspendate sub trecerea intersecțională deasupra cuplelor automate [43] [26] .
Acoperișul locomotivei cu turbină cu gaz GT1h de al doilea tip are un profil unghiular cu o parte centrală orizontală și pante laterale înclinate și este format din panouri modulare separate cu îmbinări proeminente transversale. O parte din panourile de acoperiș sunt detașabile pentru posibilitatea de a monta și demonta echipamentul intern al locomotivei în timpul reparațiilor. Partea din față a acoperișului de deasupra cabinei șoferului și vestibulul din ambele secțiuni au un design similar. Antenele radio sunt amplasate pe acoperișuri deasupra cabinelor șoferului, prizele de aer ale sistemului de aer condiționat și ventilație al cabinei sunt amplasate în pantele laterale, iar trapele cutiilor de nisip din față sunt situate deasupra vestibulelor în partea orizontală a acoperișului. În partea orizontală a acoperișului secțiunii de tracțiune și putere există un bloc de filtre de aer multiciclon și o grilă a sistemului de evacuare pentru gazele de eșapament, iar sub pante în zona sălii principale de mașini la cotul lateral peretii sunt prize de aer pentru centrala cu turbina cu gaz. Partea din spate a acoperișului ambelor secțiuni are, de asemenea, un design similar și este utilizată pentru a găzdui barele de intersecție de înaltă tensiune care vin de-a lungul părților laterale ale secțiunii de tracțiune și putere și merg sub acoperișul boosterului [43] [46] .
Fiecare secțiune a locomotivei cu turbină cu gaz GT1h-001 se bazează pe trei boghiuri cu motor biaxial, fără fălci, fără pivot, cu suspensie cu arc în două trepte, moștenite de la locomotiva electrică VL15 [16] [39] . Prin proiectare, aceste boghiuri sunt, de asemenea, unificate cu boghiuri ale locomotivelor electrice VL85 [6] . Boghiurile constau dintr-un cadru, un sistem de suspensie a caroseriei și a cutiei de osie, tije, blocuri roți-motor și echipamente de frânare. Designul boghiului din mijloc este oarecum diferit de sistemul de suspensie extrem de caroserie și de elementele aferente pentru a permite deplasarea laterală a boghiului la trecerea curbelor, iar boghiul din spate al secțiunii diferă de boghiul din față în prezența unei frâne de mână [47] ] .
Cadrul căruciorului este elementul său portant principal și constă din două grinzi laterale longitudinale și trei grinzi transversale cu secțiune - una centrală și două grinzi de capăt, sudate într-o singură structură de tablă de oțel. Pereții laterali ai cadrului au o ușoară subestimare în partea centrală a boghiului. Pe cadru sunt sudate console pentru atașarea cutiilor de punți, a sistemului de suspensie a caroseriei, a boghiurilor și a motoarelor de tracțiune, a amortizoarelor de vibrații și a sistemului de frânare, ieșind în jos și pe lateralele corpului cadrului boghiului din exterior și din interior [47] [39] .
În a doua etapă de suspensie, caroseria se sprijină pe cadrul fiecărui boghiu prin intermediul a patru elemente elastice, câte două pe fiecare parte, care servesc atât la transferul sarcinii verticale de la caroserie la boghiu, cât și pentru a permite corpului să se deplaseze sau să se încline ușor. lateral cu crearea unei forţe elastice de contracarare. La boghiurile exterioare, suspensiile de leagăn servesc drept suporturi, ușor înclinate față de verticală spre centrul caroseriei. Suspensia leagănului este o tijă cu bază de leagăn în partea inferioară și o șaibă cu arc de susținere în partea superioară. Caroseria se sprijină pe baza inferioară prin balansoare și mecanismul balamalei, transferând forța tijei, care, cu ajutorul șaibei superioare, se sprijină pe cadrul boghiului printr-un arc situat în jurul părții superioare a tijei coaxial cu acesta. . Forțele orizontale la deplasarea laterală a corpului la o distanță de până la 30 mm față de poziția centrală sunt percepute doar de suspensiile leagănului, de la 30 la 45 mm - suspensii împreună cu un arc, după care opritorul limitează rigid deplasarea [39] [ 48] . Boghiurile de capăt sunt, de asemenea, echipate cu amortizoare hidraulice de vibrații cu piston telescopic cu dublă acțiune instalate între acestea și cadrul caroseriei la un unghi de 45° pentru a reduce efectul locomotivei cu turbină cu gaz asupra șinei în direcția verticală. La boghiurile medii, în locul suspensiilor de leagăn înclinate, se folosesc suporturi lungi de balansare verticale sub formă de tije cu arcuri, care se sprijină pe boghiuri de jos și servesc ca suport de sus pentru caroserie și permit căruciorului să se deplaseze mai mult lateral când curbe de trecere decât cu suspensii de leagăn. Deformarea arcului suspensiei suportului sub o sarcină statică de 68,7 kN este de 77 mm, rigiditatea arcului suspensiei suportului este de 0,893 kN/mm, rigiditatea opritorului orizontal este de 1,8 kN/mm. Deformarea suportului boghiului mijlociu sub o sarcină statică de 63,7 kN este de 114 mm, rigiditatea este de 0,559 kN/mm [39] [48] .
În prima etapă a suspensiei, cadrul boghiului se sprijină prin opt arcuri elicoidale pe patru arcuri lamelare (două arcuri fiecare), care sunt suspendate individual în centru printr-o balama la partea inferioară a fiecăreia dintre cele patru cutii de osie. Arcul lamelă și arcurile asigură amortizarea șocurilor și oscilațiilor verticale de la roți în timpul deplasării locomotivei cu turbină cu gaz. Fiecare arc este format din zece foi de 120 mm lățime și 16 mm grosime, dispuse orizontal una peste alta sub formă de aripi stilizate - primele trei foi au aceeași lungime, iar următoarele sunt scurtate succesiv. Fiecare arc are 2,5 bobine de lucru și este realizat dintr-o bară de oțel cu diametrul de 42 mm. Diametrul arcului este de 204 mm, rata arcului este de 2747 N/mm, rata echivalentă pe roată este de 1015 N/mm, rata arcului lamelar este de 1246 N/mm, deformarea arcului statică este de 17 mm, deformarea arcului statică este de 17 mm. 68,5 mm [ 39] . Pentru a transfera forțele de la cutia de osii la cadrul boghiului și pentru a-l menține în poziție verticală, se folosesc două lese - superioară și inferioară. Lesele sunt atașate de suporturile cadrului printr-o balama, în timp ce din partea laterală a marginii boghiului lesa este situată deasupra nivelului cutiei de osie și este conectată la un suport scurt, iar din centrul boghiului se află sub axul cutiei de osie și este conectat la un suport lung [47] [39] .
Forțele de tracțiune și frânare de la boghiuri la caroserie sunt transmise prin intermediul unui mecanism de trei tije înclinate care trec longitudinal pe sub partea de mijloc a locomotivei. Mecanismul de tracțiune al boghiului este format din două tije și servește la deplasarea punctului de atașare al verigii înclinate cu corpul de sub centrul boghiului mai aproape de marginea acestuia. Una dintre tijele boghiului are o formă complexă sub forma unui triunghi ascuțit cu folie groasă, de care se învecinează o îndoire înclinată la capătul părții ascuțite. Baza triunghiului este atașată de consolele grinzii centrale a boghiului în două puncte de-a lungul marginilor sale și apoi se îngustează treptat, coborând cu o ușoară înclinare în jos până la punctul de îndoire situat sub axa setului de roți, după care continuarea împingerii urcă la un unghi de 45 ° față de orizontală, unde se conectează la o altă tijă cilindrică scurtă a boghiului atașată la suportul grinzii de capăt. La cotul verigii boghiului mare de sub axă, este atașată o legătură cilindrice înclinată pentru conectarea cu cadrul caroseriei. Pentru a asigura mobilitatea, tijele sunt conectate între ele și la cadrul boghiului prin intermediul rolelor și balamalei. Din partea laterală a corpului, tija înclinată este atașată de un dispozitiv tampon care atenuează smuciturile [48] .
Căruciorul are două blocuri roți-motor. Unitatea roată-motor constă dintr-o axă, două cutii de osie, două roți, două angrenaje, un motor de tracțiune și sistemul său de suspensie. Motoarele electrice de tracțiune sunt amplasate în centru în spațiul dintre grinda centrală a boghiului și axa perechii de roți și au suspensie axială-suport, sprijinită rigid pe ax prin boșurile de susținere și lagărele motor-axiali și elastic - pe grinda centrala prin saibe de cauciuc si o lesa metalica. Motoarele sunt antrenate individual către fiecare axă prin două roți dințate montate pe arborele motorului de ambele părți ale acesteia, care antrenează roți dințate mari montate pe axa setului de roți lângă roțile de rulare. Raportul de transmisie al trenului de viteze este 88:23 = 3,826, distanța dintre capetele interioare ale roților dințate este de 1090 mm [6] . Roțile de rulare au găuri în formă de lacrimă și sunt echipate cu bandaje care sunt presate pe ele când sunt fierbinți. Diametrul roților cu anvelope noi în cercul benzii de rulare este de 1250 mm, distanța dintre capetele interioare ale anvelopelor este de 1440 mm, lățimea anvelopei este de 140 mm, grosimea anvelopei noi este de 90 mm [39] [47] .
Sistemul de frânare al căruciorului este format din doi cilindri de frână pneumatici fixați lateral în mijlocul acestuia pe fiecare parte, o transmisie cu pârghie și saboții de frână antrenați de aceasta. Legătura boghiului din spate, pe lângă cilindrul pneumatic de frână, este echipată și cu o acționare a frânei de mână. Fiecare roată este echipată cu două plăcuțe de frână care o comprimă din ambele părți în timpul frânării. Transmisia cu pârghie constă din balansoare rotative, bare și tije orizontale care transferă forța de la cilindru la interior și apoi la plăcuțele exterioare. Diametrul cilindrului de frână este de 356 mm, presiunea maximă în cilindru este de 372 kPa, puterea de instalare a tijei este de la 70 la 85 mm, limita este de 150 mm, forța de apăsare a plăcuțelor de frână ale unei perechi de roți este de 164 kN, presiunea plăcuțelor de frână pe anvelopă este de 975 kPa, raportul de transmisie - 1,43 [39] [47] .
Boghiuri ale celei de-a doua locomotive cu turbină cu gazFiecare secțiune a locomotivei cu turbină cu gaz GT1h-002 de tip serie se bazează pe două boghiuri cu pivot cu motor fără fălci cu patru axe cu suspensie cu arc în două trepte, unificate în design cu boghiurile locomotivelor diesel cu opt axe ale fabricii Lyudinovsky a TEM7. , seriile TEM14 și TE8 [17] . Boghiurile articulate cu patru axe constau dintr-un cadru intermediar, un sistem de suspensie cu arc pentru caroserie, un pivot și două boghiuri cu două axe capabile să se rotească în raport cu cadrul intermediar cu patru axe, precum și un sistem de suspensie cu pendul pentru cadrul intermediar de pe acestea. și tije înclinate care leagă boghiurile cu două axe cu un cadru comun cu patru axe [49] . Fiecare dintre boghiurile cu două axe are o structură turnată sudată și, la rândul său, constă din propriul cadru, suspensie cu arc pentru cutia de osii, blocuri roți-motor și echipamente de frână. Distanța de la centrul celor patru axe până la centrele boghiurilor cu două axe, precum și ampatamentul dintre centrele a două osii adiacente ale boghiului, este de 2100 mm [50] [51] .
Cadrul intermediar are forma în H și este format din două grinzi laterale longitudinale, care sunt orizontale în centru și înclinate cu o scădere în partea superioară în jos la capete, și o grinda centrală transversală, în centrul căreia se află o pivot de fixare jos pentru a transfera forțele orizontale către corp. Cadrul fiecărui boghiu cu două axe este elementul său portant principal și constă din două grinzi longitudinale, având, de asemenea, pante ale părții superioare în jos la capete, și trei grinzi transversale cu secțiune cutită - una centrală și două grinzi inferioare. , sudate într-o singură structură de tablă de oțel. De jos, până la grinzile de capăt ale boghiurilor biaxiale, sunt fixate barele de siguranță, care ies ușor în față. Suporturile sunt sudate pe cadrul intermediar, iar cadrele boghiului și găurile sunt găurite pentru atașarea suspensiilor pendulului, suspensiei cu arc a caroseriei și treptelor cutiei de osie, tije, motoare de tracțiune și sistem de frânare. De asemenea, scări verticale sunt sudate pe cadrul intermediar al boghiurilor locomotivei cu turbine cu gaz în partea sa înclinată: pe boghiul din față a ambelor secțiuni sub intrarea în cabina șoferului pe ambele părți și pe boghiul din spate al secțiunii de ridicare pentru macarale de întreținere. în timpul realimentării cu GNL, sunt două scări în stânga și una în dreapta [52] [52] [ 51] .
Cadrul intermediar se sprijină pe cadrele boghiurilor cu două osii prin intermediul a patru suspensii pendulare (două pe fiecare parte) situate la marginile sale și care trec prin el. Suspensia pendulului este o tijă verticală oscilantă transversal cu capete de sprijin superioare și inferioare. Cadrul intermediar comun se sprijină pe capul inferior, iar marginile capului superior se sprijină pe cadrul boghiului cu două axe. Suspensia permite cadrului intermediar să devieze față de cadrul unui boghiu cu două axe cu o amplitudine de 40 mm în direcția transversală în fiecare direcție, din care în prima jumătate a amplitudinii suspensia se balansează liber, iar în următoarea este încărcat cu arc cu un opritor lateral, creând o forță de restabilire [53] [51] .
În cea de-a doua etapă de suspensie, caroseria se sprijină pe cadrul intermediar al fiecăruia dintre boghiuri prin intermediul a patru mecanisme de susținere cu role arc. Fiecare suport include două seturi de arcuri, între care și cadrul caroseriei se află o placă cu rulmenți, permițând boghiului cu patru axe să se rotească față de caroserie în curbe. Seturile de arcuri ale fiecărui suport sunt instalate în diagonală față de direcția longitudinală sub forma /\. Unul dintre ele este situat în adâncime în apropierea bazei centrale a cadrului caroseriei, aproape de un set similar al unei alte perechi, iar celălalt este situat lângă marginea cadrului la o anumită distanță de centru. Fiecare set de arcuri este format din trei arcuri elicoidale cu un centru comun, având o deformare statică de 120 mm. În fața și în spatele fiecărui arc exterioară așezat în unghi, sunt instalate amortizoare de vibrații hidraulice cu piston telescopic cu dublă acțiune, câte două pe set de arcuri, care servesc la reducerea efectului locomotivei cu turbină cu gaz pe șină în direcția verticală și conectarea rolei placa de sprijin la cadrul boghiului [54] [55] . Pentru a amortiza vibrațiile orizontale dintre boghiurile cu două axe și cadrul caroseriei, este instalat un amortizor cu plăci, format din ambreiaje cu frecare și patru plăci de oțel situate una deasupra celeilalte, dintre care două sunt late și au formă triunghiulară și încă una deasupra. iar sub ele este dreptunghiulară îngustă [56] . De asemenea, deasupra boghiurilor cu două osii dintre acestea și cadrul caroseriei sunt instalate două încărcătoare pneumatice suplimentare, care, datorită aerului comprimat, măresc sarcina pe secțiunea boghiului din față în sensul de mers, ceea ce îmbunătățește aderența roților la șinele la pornirea locomotivei cu turbină cu gaz, după care, când viteza atinge 10 km/h, aerul este pompat automat [57] [51] .
În prima etapă a suspensiei, cadrul fiecărui boghiu cu două osii se sprijină pe suporturile a patru cutii de osii prin opt seturi de arcuri, câte două pentru fiecare cutie de osii și are suspensie individuală pentru fiecare cutie de osii a perechii de roți. Fiecare dintre cele patru cutii de osie ale boghiului are două suporturi, dintre care unul iese lateral din exterior și în jos și lateral din interior. Fiecare suport este susținut de un set de arcuri format din două arcuri cilindrice coaxiale răsucite cu un centru comun. Seturile de arcuri au aceeași lungime, dar sunt situate la înălțimi diferite, în timp ce arcurile de pe partea din mijlocul boghiului cu două axe sunt situate sub arc pe partea marginii acestuia. Deformarea statică a arcurilor este de 56 mm, iar deformarea echivalentă, ținând cont de rigiditatea suporturilor de osie, este de 44 mm. Pentru a transfera forțele de tracțiune și frânare de la cutia de osii la cadrul boghiului și pentru a-l menține într-o poziție stabilă, se folosesc două leși - superioară și inferioară. Lesele sunt atașate printr-o balama de consolele cadrului boghiului care ies în jos, în timp ce din partea laterală a marginii boghiului lesa se află sub arcul așezat la același nivel cu suportul acestuia din urmă sub axa osiei. cutie, iar din centrul boghiului - deasupra arcului așezat deasupra axei cutiei de osie [58] [55 ] .
Forțele de tracțiune și frânare de la boghiurile cu două axe la cadrul cu patru axe sunt transmise cu ajutorul unui mecanism de pârghie pentru transferul forței de tracțiune, situat între boghiurile cu două axe sub grinda centrală transversală a cadrului intermediar al boghiului cu patru axe. Mecanismul de tracțiune al fiecărui boghiu cu două axe este alcătuit din două brațe pivotante cu două brațe montate pe consolele grinzilor de capăt ale boghiurilor cu două axe lângă marginea acestora, tije longitudinale scurte înclinate care le leagă de consolele turnate inferioare ale grinzii centrale. a cadrului intermediar, și o tijă elastică telescopică transversală care leagă brațele pivotante din două laturi pentru a asigura rotirea lor sincronă la trecerea curbelor și a reduce sarcina asupra cadrelor boghiului. Pentru a asigura mobilitatea, tijele sunt legate de cadrul boghiului intermediar și pârghiile cu ajutorul rulmenților cu bile, iar pârghiile pivotante de cadrele boghiurilor cu două axe sunt legate cu ajutorul rolelor. Tijele scurte sunt situate atât la o pantă ușoară ascendentă de la boghiul biaxial la cadrul intermediar, cât și la un unghi ușor în diagonală față de direcția longitudinală: pe partea unuia dintre boghiuri, distanța dintre tije converge, iar pe cealaltă lateral, se abate de la boghiul biaxial la cadrul intermediar. Veriga transversală elastică este echipată cu un arc cu o rigiditate de 200 kg/mm, preîncărcat cu o forță de 30 kN (3 tf) și având o cursă de 16 mm în tracțiune și compresiune [59] [51] .
Boghiul cu două axe are două blocuri roți-motor. Unitatea roată-motor constă dintr-o axă, două cutii de osie, două roți, un ansamblu angrenaj, un motor de tracțiune și sistemul său de suspensie. Motoarele electrice de tracțiune sunt situate în spațiul dintre grinda centrală a boghiului și sunt ușor deplasate în partea dreaptă a setului de roți față de marginea apropiată a boghiului. Motoarele au suspensie axială de susținere, susținută rigid pe osie prin urechi de susținere și rulmenți axiali motor și elastic pe grinda centrală a unui boghiu cu două axe printr-un set de arc. Acționarea de la motoare se realizează individual pe fiecare axă prin roțile dințate ale cutiei de viteze montate pe arborele motorului și axa perechii de roți din dreapta motorului dintre acesta și roata de rulare. Roțile de rulare sunt solide și echipate cu bandaje care sunt apăsate pe ele când sunt fierbinți. Diametrul roților cu benzi de rulare noi în gama benzii de rulare este de 1050 mm, distanța dintre capetele interioare ale anvelopelor este de 1440 mm [60] [61] .
Sistemul de frânare al fiecărui boghiu cu două axe este format din doi cilindri de frână pneumatici, o transmisie cu pârghie și saboții de frână antrenați de acesta. La boghiul față cu două axe de sub cabina șoferului, pe lângă cilindrul pneumatic de frână, transmisia cu pârghie este echipată și cu o acționare a frânei de mână, constând dintr-un echilibru și un sistem propriu de legătură mai aproape de centrul boghiului. Fiecare roată este echipată cu două plăcuțe de frână care o comprimă din ambele părți în timpul frânării. Cilindrii de frână sunt fixați pe partea laterală a cadrului boghiului cu două axe pe ambele părți la un unghi mai aproape de marginea boghiului comun cu patru axe. Legătura constă din pârghii și suspensii rotative și tije sub formă de tije și arce. La frânare, aerul comprimat din cilindrul de frână mișcă pistonul tijei de înclinare, în timp ce comprimă arcul din interiorul cilindrului, ceea ce readuce pistonul înapoi în starea decuplată în absența aerului în cilindru. În timpul frânării, tija rotește pârghia extremă, care transferă forța pârghiilor asociate, iar acestea deplasează două tije longitudinale arcuite legate în centru printr-o tijă directă, iar pârghiile rotite de aceste tije comprimă plăcuțele de frână [62] .
Cabina șoferului este situată în partea de cap a fiecărei secțiuni a locomotivei cu turbină cu gaz și este proiectată pentru a controla un echipaj de locomotivă de două persoane. Locul de lucru al șoferului este situat în partea dreaptă a cabinei, scaunul șoferului asistent este în stânga. Cabina primei locomotive cu turbină cu gaz în configurația, decorarea și dispozitivul panoului de control este unificată cu cabina locomotivelor diesel din familiile 2TE25K și 2TE25A [9] , iar cabina celei de-a doua locomotive cu turbină cu gaz este cu cabina 2ES6. locomotive electrice , cu excepția unei părți din dispozitivele panoului de comandă [23] .
În fața cabinei se află un panou de comandă pe trei piedestale, în fața căruia sunt scaune pentru șofer și asistent, iar în fața lor, sub consolă, sunt panouri înclinate pentru picioarele acestora. Scaunele au tapițerie moale din piele neagră, înălțimea scaunului și spătarul reglabile, precum și cotiere. Într-o locomotivă cu turbină cu gaz de al doilea tip, scaunele sunt echipate cu tetiere separate de spate. În peretele din spate al cabinei, în centru, se află o ușă de intrare, la care este atașat un scaun rabatabil suplimentar pentru șoferul instructor. Pe lateralele acestuia se află dulapuri pentru haine, depozitarea accesoriilor de semnalizare și a echipamentului individual de protecție și amplasarea unor dispozitive [37] . Într-o locomotivă cu turbină cu gaz de al doilea tip, în peretele stâng din spate al cabinei, în spatele scaunului șoferului asistent [37] [63] , într-o locomotivă cu turbină pe gaz de al doilea tip sunt construite un frigider pentru depozitarea alimentelor și un cuptor cu microunde pentru încălzirea acestora. primul tip, frigiderul este încorporat în dulapul central al panoului de comandă [63] [15] .
Pereții și tavanul cabinei sunt realizate din panouri de plastic. La prima locomotivă cu turbină cu gaz, pereții și tavanul sunt alb lapte, podeaua este gri închis, panoul de comandă este gri [15] [63] . La cea de-a doua locomotivă cu turbină cu gaz, peretele frontal și tavanul sunt albe, în timp ce ceilalți pereți și panoul de comandă sunt o combinație de bej deschis și ocru, iar podeaua este gri cu puncte deschise într-o pată, precum cabinele lui 2ES6 electric. locomotive [63] . Parbrizele cabinei sunt echipate cu stergatoare cu spalator si incalzire electrica incorporata. Pentru a preveni orbirea echipajului locomotivei la soare strălucitor, jaluzelele care coboară în jos sunt instalate deasupra ferestrelor din față și laterale. Perechea de geamuri laterale din spate este echipată cu orificii de aerisire glisante - pentru prima locomotivă cu turbină cu gaz se deplasează în jos, iar pentru a doua - înainte. Geamurile laterale cu deschidere inferioară sunt echipate cu pervaz [63] [15] .
Cabina este echipată cu un sistem electric de încălzire și un sistem de încălzire a aerului, aer condiționat și ventilație cu distribuția aerului furnizat către parbriz și geamuri laterale și către picioarele echipajului locomotivei [64] [37] . Locomotiva cu turbină cu gaz de al doilea tip are suplimentar încălzitoare electrice sub geamurile laterale [37] .
Cabina este echipată cu un sistem de securitate, inclusiv un dispozitiv complex de siguranță a locomotivei KLUB-U pe prima sau BLOCK pe a doua locomotivă cu turbină cu gaz, un sistem telemecanic de control al veghei pentru șofer TSKBM , un sistem de supraveghere video și un sistem de alarmă de incendiu [ 3] [37] .
Panoul de comandă al unei locomotive cu turbină cu gaz de primul tipPanoul de comandă al unei locomotive cu turbină cu gaz de primul tip este unificat în design cu panourile de comandă ale locomotivelor diesel din familia TE25 și este un blat de masă amplasat pe trei piedestale: stânga, mijloc și dreapta. Dulapurile din stânga și din dreapta sunt înguste, în timp ce cel din mijloc este lat și iese în față mai aproape de scaune. Echipamentele electrice sunt amplasate în piedestalele din stânga și din mijloc, iar elementele sistemului pneumatic sunt amplasate în dreapta. Pe partea frontală a piedestalului din mijloc, deasupra se află un panou cu mașini electrice, iar sub acesta este un spațiu pentru amplasarea unui frigider [15] .
Blatul consolei are un cadru metalic și este învelit cu panouri din plastic la exterior, pe care sunt amplasate dispozitivele de monitorizare și comenzile. Este format din două zone - orizontală plană și înclinată, formate din mai multe panouri situate în unghi unul față de celălalt. Zona orizontală conține instrumentele și butoanele principale pentru controlul locomotivei cu turbină cu gaz, iar zona înclinată conține dispozitive pentru monitorizarea stării sistemelor sale și unele comutatoare. Partea orizontală are decupaje de formă trapezoidală vizavi de locurile de muncă ale șoferului și asistent pentru posibilitatea de a aranja comenzile pe laterale în imediata apropiere a acestora. Panourile consolei sunt netede și nu prezintă adâncituri, cusături sau rupturi, ceea ce le face mai ușor de curățat și sporește confortul echipajului de locomotivă [64] [15] .
În zona de lucru a șoferului, în partea dreaptă, sunt amplasate toate comenzile principale și dispozitivele de monitorizare a informațiilor. Pe masa orizontală din fața șoferului, în stânga, există un mâner de controler pentru setarea vitezei de mișcare, două butoane inversare „Înainte” și „Înapoi” și o mască pentru cheia din stânga acesteia și două butoane pentru pornirea și oprirea motorului cu turbină cu gaz din fața acestuia. În dreapta pe masa din fața șoferului sunt butoane pentru eliberarea frânelor, pornirea taifonului și fluierului, alimentarea cu nisip și un buton roșu de frânare de urgență. In centru se afla o zona goala cu suport pentru traseu si borderouri. În dreapta, deasupra piedestalului din dreapta, în adâncituri mici, sunt două supape de frână pneumatice cu mânere rotative - supapa de frână a trenului principal nr. 395 și supapa de frână a locomotivei auxiliare nr. 215, care se rotesc în plan orizontal. La capătul de jos al mesei de sub controler există un buton de control al vigilentei șoferului, iar în dreapta sub blat sunt două prize electrice [65] [64] .
Partea superioară înclinată a panoului de control din fața șoferului este împărțită în trei panouri - două panouri de colț pe laterale și un panou central. Pe panoul din stânga există întrerupătoare și întrerupătoare pentru încălzire, ventilație, spălare parbriz și sisteme de iluminat. Pe panoul central, în stânga, există un afișaj al sistemului de securitate KLUB-U cu un vitezometru încorporat, o unitate de afișare a semnalului de semnalizare a locomotivei și butoane de control, iar în dreapta este un afișaj multifuncțional al bordului. calculatorul sistemului de control și diagnosticare al locomotivei cu turbină cu gaz. Trei manometre ale sistemului pneumatic sunt amplasate orizontal pe panoul din dreapta pentru a controla presiunea aerului în cilindrii de frână, rezervorul de supratensiune și în conductele pneumatice de frână și presiune. În stânga, pe un panou înclinat între locurile de muncă ale șoferului și asistentului, este instalată un post de radio [65] [64] .
În zona de lucru a șoferului asistent pe o masă orizontală în fața lui există un monitor auxiliar al sistemului de supraveghere video și o stație radio în stânga, iar în dreapta acestuia pe panoul înclinat al telecomenzii există butoane pentru pornirea taifonului și a fluierului, vitezometrul sistemului KLUB-U, priza casetei de înregistrare, întrerupătoarele basculante pentru aprinderea luminii și unitatea de afișare a semnalului de semnalizare a spălătorului de parbriz și a locomotivei. La capătul blatului mesei din stânga, la fel ca șoferul, se află un buton de control al vigilenței [65] [64] .
Panoul de comandă al unei locomotive cu turbină cu gaz de al doilea tipPanoul de comandă al unei locomotive cu turbină cu gaz de al doilea tip a fost creat pe baza panoului de comandă al locomotivelor electrice 2ES6, dar cu un număr mai mic de monitoare și parțial cu alte dispozitive de control, și este un blat de masă amplasat pe trei piedestale: stânga , mijloc și dreapta. În comparație cu locomotiva cu turbină cu gaz de primul tip, toate cele trei bolare sunt înguste și ies aproximativ la aceeași distanță [66] .
Blatul consolei are un cadru metalic și este învelit cu panouri din plastic la exterior, pe care sunt amplasate dispozitivele de monitorizare și comenzile. Panoul de comandă, ca și cel al unei locomotive de primul tip, este format din două zone - orizontale plane și înclinate, formate din mai multe panouri situate în unghi unul față de celălalt. Zona orizontală conține principalele instrumente și butoane pentru controlul locomotivei cu turbină cu gaz, iar zona înclinată conține dispozitive de monitorizare a stării sistemelor de locomotivă și unele comutatoare. Decupajele vizavi de locurile de muncă ale șoferului și asistentului au o formă arcuită netedă și sunt prevăzute cu margini la capete, iar la colțurile lor sunt instalate balustrade arcuite. În comparație cu panoul de comandă al unei locomotive cu turbină cu gaz de primul tip, într-o locomotivă cu turbină cu gaz de al doilea tip, părțile panoului de comandă pentru șofer și asistent au aceeași dimensiune și formă, iar panourile înclinate au o dimensiune mai mică. îndoiți, nu au colțuri ascuțite și sunt aproape de arc în forma structurii generale. De-a lungul marginilor locurilor de lucru și între acestea, în partea înclinată a consolei, este instalat un panou triunghiular care se extinde în jos, iar în mijlocul orizontal al consolei, un panou trapezoidal continuând-o [66] .
În zona de lucru a șoferului, în partea dreaptă, sunt amplasate toate comenzile principale și dispozitivele de monitorizare a informațiilor. Pe partea orizontală a panoului de control în fața șoferului, în stânga este mânerul controlerului pentru setarea vitezei, în stânga acestuia se află comutatorul de marșarier și masca pentru cheie, iar în dreapta este comutatorul de reîncărcare. . În partea dreaptă a mesei în fața șoferului se află un mâner compact al unei supape de frână de la distanță neagră nr. 130, răsucită înainte și înapoi într-un plan vertical, pe ale cărei părți sunt butoane pentru eliberarea frânelor, pornire. taifonul și fluierul, care furnizează nisip, un buton pentru controlul vigilenței șoferului și un buton de frânare de urgență. În dreapta, deasupra piedestalului din dreapta, pe o mică cotă, se află o macara pneumatică a frânei auxiliare de locomotivă nr. 215, care se rotește în plan orizontal. În centru se află o tastatură și o masă cu un suport pentru borderouri și alte documente [67] [66] .
În partea superioară înclinată a consolei șoferului, în stânga, există un panou de comandă pentru centrala electrică, pe care butoanele de răcire și defilare și comutatorul de pornire/oprire a motorului cu turbine cu gaz sunt situate în partea de sus, iar generatorul comutatorul de excitație, comutatorul de pornire și oprire a sistemelor auxiliare și comutatorul de încărcare a bateriei de tracțiune la ralanti sunt situate în partea de jos . În partea centrală din stânga se află afișajul computerului de bord al sistemului de control și diagnosticare al locomotivei cu turbină cu gaz, în dreapta este afișarea sistemului de securitate și alarmă BLOC, iar între ele este un bloc pentru indicarea semnalele de alarmare a locomotivei. În dreapta este un panou cu trei manometre pneumatice, dintre care două sunt amplasate în partea de sus și unul în centru, în partea de jos, care servesc la controlul presiunii aerului în cilindrii de frână, rezervorul de supratensiune și în conducta de frână și presiune [ 66] .
În zona de lucru a șoferului asistent pe o masă orizontală în fața lui, în stânga, există un panou de butoane cu comutatoare și întrerupătoare pentru sistemul de încălzire și ventilație al cabinei și încălzirea oglinzilor retrovizoare, tifon și butoane de fluier și un buton de control al vigilenței. In centru se afla o zona goala cu suport pentru traseu si borderouri. În dreapta este un post de radio cu un receptor și un număr de comutatoare. Pe panoul înclinat din stânga se află un panou de control al alarmei de incendiu, în centru este o unitate de semnalizare a alarmei locomotivei și un afișaj multifuncțional al computerului de bord, în dreapta este o priză casetă de înregistrare [66] .
Pe un panou orizontal îngust între locurile de muncă ale șoferului și asistentului, este instalată o stație radio pentru șofer, precum și întrerupătoare și comutatoare pentru încălzire, spălare parbriz și sisteme de iluminat [66] .
Camerele motoareMajoritatea spațiului interior al locomotivelor cu turbine cu gaz este ocupat de sălile mașinilor situate în partea principală a caroseriei din spatele cabinei șoferului și împărțite prin pereți despărțitori în mai multe zone. Pereții din interiorul sălilor mașinilor primei locomotive cu turbină cu gaz sunt vopsiți cu gri [68] , iar cei ai celei de-a doua locomotive cu turbină cu gaz sunt vopsiți în verde deschis [37] . Spațiile sunt dotate cu lămpi de lumină, sisteme de supraveghere video, senzori automati de stingere a incendiilor și de control al scurgerilor de gaze și sisteme automate de ventilație în apropierea echipamentelor de gaze [3] [37] .
În secțiunea de tracțiune și putere, direct în spatele cabinei șoferului, există un vestibul cu uși de intrare, în spatele căruia se află o cameră de feronerie combinată cu aceasta. Pe peretele exterior din spate al cabinei de comandă din vestibul sunt amplasate diverse dispozitive, inclusiv un dispozitiv de procesare a informațiilor, un modul de echipament de frânare și blocuri ale sistemului de control distribuit la distanță pentru frânele de tren, blocuri ale unui complex integrat de locomotive sigure (BLOC) pentru o locomotivă cu turbină cu gaz de al doilea tip, blocuri de stații radio, elemente ale unui sistem de alarmă de incendiu și stingere automată a incendiilor. În centrul peretelui se află ușa de intrare în cabină. La locomotiva cu turbină cu gaz de al doilea tip, în fața peretelui cabinei șoferului, în stânga, se află o cameră de toaletă cu dulap uscat portabil, dotată cu priză și încălzitor electric [37] .
În spatele vestibulului din camera echipamentelor se află convertoare de tracțiune cu un sistem de răcire extern, regulatoare de curent, convertoare auxiliare, un dulap hardware și alte echipamente electrice, dintre care o parte este situată într-o cameră specială de înaltă tensiune [15] [37] . Pasajul în camera de comandă în locomotivele cu turbină cu gaz de ambele tipuri este organizat de-a lungul laturii tribord [4] [33] .
La locomotiva cu turbină cu gaz de primul tip, în fața sălii de feronerie, direct în spatele vestibulului din mijloc și în apropierea părții stângi, se află o cameră de înaltă tensiune [4] , despărțită de pereți translucizi de șine verticale și orizontale. [15] . Camera de înaltă tensiune are contacte electrice goale, prin urmare, în timpul funcționării locomotivei, oamenii nu au voie să se afle în ea, motiv pentru care ușa de intrare în ea este echipată cu un dispozitiv de blocare și un deconectator care scoate sub tensiune circuite electrice la deschiderea ușii [15] . În spatele acestuia, în centrul lângă peretele despărțitor din spate, se află motorul-ventilator principal al sursei centralizate de aer [36] sub forma unui cremalier cilindric vertical [69] .
Într-o locomotivă cu turbină cu gaz de al doilea tip, direct în spatele vestibulului din centru există un dulap de feronerie, în spatele acesteia este o coloană de frână de mână în dreapta și motorul-ventilator principal în centru, iar camera de înaltă tensiune este situat în partea din spate [33] și este un dulap de tip cadru modular mare, cu pereți plini [70] . O parte din echipamentul electric este de asemenea plasată în afara camerei de înaltă tensiune în dulapuri de-a lungul pereților [4] [33] . Sub acoperiș se află două buncăre ale cutiilor de nisip din față, încărcate prin trapele de acoperiș [41] [37] (în locomotiva cu turbină cu gaz de al doilea tip sunt amplasate deasupra ușilor vestibulului [37] ) și un ventilator de aspirare a prafului din filtrele multiciclonale ale ventilatorului CVS [16] [37] .
În spatele camerei de control, în spatele unui compartiment despărțitor cu o ușă lângă tribord, se află camera principală a mașinilor. În el sunt instalate generatoare, iar în spatele lor se află o centrală electrică cu turbină cu gaz cu camere de aer de admisie și evacuare și schimbătoare de căldură. În spatele sălii motoarelor, în partea dreaptă, se află un modul compresor, care constă din două compresoare cu șurub amplasate unul deasupra celuilalt, iar în partea stângă se află un recipient de gaz și alte echipamente de tratare a gazelor [36] [ 37] . De asemenea, în spatele sălii mașinilor se află echipamentul electric al sistemului de control al echipamentului de gaz, inclusiv sursa de alimentare, convertorul și controlerul dozatorului de gaz. Sub partea din spate a acoperișului sunt fixate din interior elementele sistemului de stingere a incendiilor și cremaliera sistemului pneumatic [37] . O locomotivă cu turbină cu gaz de primul tip are și frână de mână în partea din spate a secțiunii [39] .
În secțiunea booster, direct în spatele cabinei de comandă, există un vestibul și o cameră de echipamente auxiliare combinate cu aceasta [37] [4] . În partea din față a vestibulului, precum și la secțiunea de tracțiune și putere, în mijlocul despărțitorului există o ușă de intrare în cabina de comandă, în stânga acesteia, locomotiva cu turbină cu gaz de al doilea tip este de asemenea dotat cu o cameră de toaletă [37] . Camera hardware conține un dulap hardware și convertoare statice. De asemenea, în partea din spate a încăperii din apropierea locomotivei cu turbină cu gaz de primul tip, motorul-ventilator principal de alimentare cu aer central este instalat în centru, similar ventilatorului secțiunii de tracțiune și utilizat pentru răcirea motoarelor de tracțiune și a echipamentelor auxiliare [ 16] [36] . Într-o locomotivă cu turbină cu gaz de al doilea tip, acest ventilator este absent în camera feroneriei secțiunii booster; în schimb, două ventilatoare sunt amplasate într-o cutie între boghiuri [37] . Tot în această încăpere are o coloană de frână de mână [37] . Sub acoperiș sunt două buncăre ale cutiilor de nisip din față [41] [37] .
În partea de mijloc a secțiunii de propulsie pentru locomotive cu turbină cu gaz, aproape pe toată lățimea sa, se află un rezervor de combustibil criogenic, bazat pe un dispozitiv de măsurare a masei și separat de părțile din față și din spate ale secțiunii prin pereți despărțitori solidi fără trecere [ 5] [37] . Pentru o locomotivă cu turbină cu gaz de primul tip, aceasta este amplasată în interiorul caroseriei [5] , iar pentru o locomotivă cu turbină cu gaz de al doilea tip, este amplasată pe un cadru deschis [37] . De-a lungul marginilor cadrului unei locomotive cu turbină cu gaz de al doilea tip, pe partea laterală a rezervorului de combustibil, se află cutii de baterii la bord, blocuri de filtrare pentru sistemul de ventilație și răcire a motoarelor de tracțiune, împreună cu conductele de aer care conduc. la o cutie cu ventilatoare [37] .
În partea din spate a secțiunii de amplificare se află o cameră de capăt, în peretele de capăt din spate al cărei centru este o ușă pentru trecerea intersecției către secțiunea de putere de tracțiune [68] [33] . La locomotiva cu turbină cu gaz de primul tip, dulapuri cu echipamente electrice sunt amplasate de-a lungul părții stângi a secțiunii, iar de-a lungul părții tribord există o pompă criogenică pe partea laterală a rezervorului și o baterie de tracțiune pe partea laterală a capătului. perete (înainte de conversie, în locul său era un generator diesel cu sistem de răcire, care ocupa jumătate din lățimea secțiunii [ 68] [4] .Pasajul cu podea metalică de-a lungul încăperii din spate a primei locomotive cu turbină cu gaz este deplasat spre babord [68] .La locomotiva cu turbină cu gaz de al doilea tip, compartimentul din spate este împărțit în două părți - compartimentul pompei criogenice și al echipamentului de tratare a gazelor de-a lungul babordului și compartimentul echipamentelor electrice de-a lungul părții tribord , în care adăpostește și instalația de stingere a incendiilor și cremaliera sistemului pneumatic al secției [37] .
Sistemul de combustibil al locomotivelor cu turbină cu gaz GT1 de pe secțiunea de propulsie constă dintr-un rezervor criogenic pentru gaz natural lichefiat (GNL), o pompă criogenică cu piston de înaltă presiune și conducte, iar pe secțiunea de tracțiune este alcătuit din conducte, schimbătoare de căldură, un mixer, un receptor și un dozator de gaz. Din secțiunea de rapel, GNL este pompat de o pompă prin conducte speciale intersecționale flexibile către tracțiune și putere [4] , unde trece prin schimbătoare de căldură combustibil-pacură și combustibil-gaz, astfel încălzindu-se și gazeificând, după care intră în receptor sub forma unui rezervor cu un volum de 2 m³, care servește pentru a compensa expansiunea în volum a gazului ca urmare a încălzirii, iar apoi din acesta, printr-un distribuitor de gaz și o supapă de închidere, intră în duze. a camerei de ardere a unui motor cu turbină cu gaz [71] [72] .
Rezervorul de combustibil sub forma unui rezervor criogenic este situat în mijlocul secțiunii de rapel a locomotivei cu turbină cu gaz și este proiectat să umple 17 tone de GNL [73] pe o locomotivă cu turbină cu gaz de primul tip și 20 de tone pe un locomotivă cu turbină cu gaz de al doilea tip [20] . Gazul lichefiat este depozitat la o temperatură sub -161 °C cu o presiune de lucru de 4,5 atmosfere, iar presiunea maximă admisă este de până la 6 atmosfere [74] . Pentru alimentarea rezervorului de combustibil, pe lateral sunt montate supape și adaptoare speciale pentru furtunurile de umplere, care sunt închise cu un capac lateral detașabil pentru locomotiva cu turbină cu gaz de primul tip și sunt amplasate pe partea tribord a secțiunii [74] [73] , iar pentru al doilea tip de locomotivă cu turbină cu gaz sunt amplasate pe partea stângă a secțiunii pe spațiu deschis spre spate [75] .
Inițial, sistemul de combustibil al primei locomotive cu turbină cu gaz avea două pompe centrifuge secvențiale pe secțiunile de rapel și tracțiune-energie și controlul lichid al alimentării cu combustibil, prin analogie cu sistemul de combustibil al aeronavei experimentale Tu-155 . În această schemă, dozatorul de combustibil a fost instalat în linia de lichid imediat după pompă, iar receptorul de gaz era absent. Cu toate acestea, la scurt timp după începerea funcționării de probă într-o astfel de schemă de alimentare cu combustibil, a fost dezvăluită o întârziere a procesului de gazificare în schimbătoarele de căldură, din cauza căreia motorul a funcționat instabil și uneori a defazat cu rata de alimentare cu combustibil în ceea ce privește viteza de rotație și putere, ceea ce a dus la o lipsă sau un exces de putere de ieșire de către aceasta în raport cu cea necesară și a implicat un consum excesiv de combustibil. Această problemă nu s-a manifestat anterior la aeronavele Tu-155 care operează pe centrale electrice cu GNL sau cu turbine cu gaz, deoarece motorul de pe acestea a funcționat de cele mai multe ori în modul de putere nominală și rata consumului de combustibil a fost aproximativ aceeași, în timp ce pe locomotiva datorită accelerării și decelerației constante, motorul cu turbină cu gaz funcționa în moduri variabile și necesita un control mult mai precis și mai rapid al alimentării cu combustibil [72] [42] .
Alte dezavantaje ale sistemului original au fost necesitatea unei răciri îndelungate a sistemului înainte de lansare și apariția unei fracțiuni solide de dioxid de carbon și a altor impurități din acesta din cauza lungimii lungi a conductelor și a necesității de a arunca o parte din metanul gazeificat în atmosferă. În timpul mișcării GNL în conducte și fitinguri, s-a observat o scădere a presiunii statice sub presiunea vaporilor saturați de metan, metanul a fost gazeificat, iar concentrația de dioxid de carbon a depășit limita de solubilitate la temperatura actuală. Ca urmare, dioxidul de carbon, care are o temperatură de tranziție mai mare la starea solidă decât metanul la lichid, a precipitat sub formă de gheață carbonică atât în fitinguri, cât și în timpul întoarcerii gazului natural în perna rezervorului în conductele „reci”, care a dus la defecțiuni multiple - cavitarea pompelor și/sau formarea de dopuri, urmată de încălzirea și repornirea sistemului timp de o oră și jumătate până la două [42] .
În 2010, sistemul de combustibil de pe prima locomotivă cu turbină cu gaz a fost modernizat radical: în locul unei pompe centrifuge, a fost instalată o pompă cu piston de înaltă presiune ; în locul unui distribuitor de combustibil lichid, a fost instalat un distribuitor de gaz direct în fața turbinei cu gaz. motor; s-au folosit conexiuni intersecționale pentru alimentarea fracțiunii gazoase de la rezervorul de combustibil la recipientul secțiunii de tracțiune, iar lungimea conductelor a fost, de asemenea, redusă și cantitatea de echipamente care trebuie răcită a fost redusă la minimum. În același timp, au apărut două bucle de control al alimentării cu combustibil - în cea primară, alimentarea cu GNL către receptor a fost reglată prin presiunea din acesta prin modificarea vitezei pompei, iar în dozatorul secundar de gaz, alimentarea cu gaz din receptor a fost reglat direct la motor. Un astfel de sistem a făcut posibilă atât acumularea de metan gazificat în recipientul unui motor cu turbină cu gaz în loc să-l descarce în atmosferă, cât și excluderea creșterii concentrației de impurități, cât și îndepărtarea schimbătoarelor de căldură din bucla de control al alimentării cu combustibil la motorul, eliminând problemele cu turația regulatorului și stabilitatea sistemului de alimentare cu gaz cu modul de funcționare a turbinei cu gaz. În timpul dezvoltării noului sistem de combustibil, au fost instalate supape suplimentare și au fost dezvoltați noi algoritmi de control pentru funcționarea automată [71] [72] [42] .
Pe cea de-a doua locomotivă cu turbină cu gaz, ținând cont de rezultatele funcționării primei, a fost utilizată o versiune similară a sistemului de combustibil, care a avut o serie de diferențe. Pe lângă locația deschisă a rezervorului criogenic comun și a unei părți a echipamentului de gaz, a fost introdus un rezervor criogenic tampon între rezervorul principal și pompa de combustibil. În loc de două furtunuri intersecționale flexibile pentru fracțiunile de gaz și lichid, a fost folosită o conductă comună de trei conducte flexibile, având un profil în formă de U în față și în formă de /\ pe lateral. Noua conductă este echipată cu tije elastice axiale, care au asigurat flexibilitatea conductei numai datorită îndoirii fiecărui element, deoarece practic nu afectează durata de viață a conductelor ondulate. În acest sistem, fracția gazoasă a GNL intră sub presiune prin supapă și se amestecă cu lichidul furnizat de pompă, după care, după trecerea prin conducta de intersecție, este separată deja la secțiunea de tracțiune și putere și intră în receptor prin supapa [42] .
Ambele tipuri de locomotive cu turbină cu gaz au început să folosească pompa cu piston criogenic Delta N80 fabricată de compania elvețiană Fives Cryomec [20] , care are o capacitate maximă de 80 de litri de GNL pe minut. În comparație cu pompa centrifugă, care a fost folosită inițial la prima locomotivă cu turbină cu gaz, pompa cu piston necesita mult mai puțin timp pentru a se răci și putea doza mai ușor alimentarea cu combustibil, dar în același timp era mai puțin productivă. În timpul funcționării locomotivelor cu turbină cu gaz, s-a dovedit că, pentru a asigura funcționarea unei turbine cu gaz în regim de putere maximă, pompa trebuie să funcționeze în regim de limitare, ceea ce duce la uzura rapidă a acesteia. În plus, s-a constatat că accelerațiile și vibrațiile constante în timpul funcționării locomotivei afectează negativ funcționarea pompei, care a fost inițial destinată funcționării în spații staționare și a fost aleasă pentru instalarea pe o locomotivă cu turbină cu gaz ca fiind una dintre puținele adecvate. opțiuni [76] . În acest sens, în 2016, compania rusă PskovTehGaz a dezvoltat o pompă criogenică cu trei pistoane ANM-XA-100.5 mai eficientă și mai nepretențioasă, care a fost instalată în curând pe prima locomotivă cu turbină cu gaz care o înlocuiește pe cea elvețiană [77] . În funcționare, această pompă s-a dovedit a avea mai mult succes, drept urmare instalarea ei a început să fie luată în considerare în locul celei elvețiene pe a doua locomotivă cu turbină cu gaz [76] .
Schimbătoarele de căldură servesc pentru încălzirea și gazeificarea GNL și răcirea mașinilor electrice. În timpul funcționării unui motor cu turbină cu gaz, GNL trece mai întâi prin schimbătoarele de căldură cu păcură, răcind astfel uleiul utilizat pentru răcirea turbinei cu gaz și a generatorului, iar apoi printr-un schimbător de căldură combustibil-gaz din conducta de evacuare, unde se află în principal. încălzit și gazeificat de gazele de eșapament. Cu toate acestea, înainte de a porni motorul cu turbină cu gaz, această sursă de căldură este absentă și nu este necesară răcirea cu ulei, prin urmare, înainte de a porni motorul, combustibilul este furnizat prin supapa de accelerație direct la malaxor, ocolind schimbătoarele de căldură. Pentru încălzirea primară a combustibilului în mixer și evitarea pătrunderii fracției lichide în receptor, se folosește un cablu flexibil de încălzire cu o putere de 2,7 kW, alimentat de o baterie. Încălzirea mixerului este pornită în timpul pregătirii pentru lansare și este oprită după pornirea motorului cu turbină cu gaz. Când gazul este furnizat în camera de ardere a motorului, supapa de accelerație a mixerului se închide și tot GNL trece prin schimbătoarele de căldură de păcură. Până la sfârșitul pornirii turbinei cu gaz, metanul gazificat care vine de la schimbătorul de căldură principal combustibil-gaz către receptor este încălzit suplimentar în mixer. Între ieșirea schimbătoarelor de căldură păcură și intrarea în schimbătorul de căldură combustibil-gaz este instalată o supapă K13, care împiedică înghețarea uleiului în timpul pre-umplerii recipientului și se deschide la pornire înainte de a fi combustibil. furnizate motorului. Inițial, pornirea cu un schimbător de căldură a uleiului de motor „înghețat” a făcut ca temperatura uleiului de motor să crească la niveluri periculoase. Acest fenomen nu a fost observat în schimbătorul de căldură cu ulei al generatorului, deoarece uleiul a fost pompat prin el chiar înainte de pornire [71] [72] .
Pregătirea pentru lansare începe cu deschiderea supapei de accelerație în fața mixerului și alimentarea cu gaz de la perna rezervorului criogenic la receptor prin supapele K8 și KCD. Concomitent cu deschiderea supapei K3, pompa criogenică începe să se răcească. După egalizarea presiunii din rezervorul criogenic și din receptor (0,35 - 0,45 MPa ), K14 se deschide, iar pompa criogenică este adusă la turația minimă. După atingerea presiunii în recipient de 1,2 MPa, pompa se oprește, K14 se închide și demarorul motorului este pornit. Când rotoarele motorului se rotesc de demaror, presiunea din recipient continuă să crească din cauza gazificării metanului în mixer. Cu cinci secunde înainte ca combustibilul să fie alimentat în camera de ardere a motorului, pompa este pornită din nou la turația minimă. Pentru a umple rapid recipientul în timpul creșterii consumului de combustibil la pornirea motorului, supapa K14 rămâne închisă. În același timp, când pompa este pornită, K13 și K15 se deschid, iar supapa de accelerație se închide cinci secunde mai târziu - când motorul este alimentat cu combustibil. După ce presiunea din receptor ajunge la 1,6 MPa, K14 se deschide și regulatorul de presiune din receptor intră în funcțiune. Procesul de pornire de la răcirea pompei, umplerea receptorului până la intrarea în modul inactiv nu depășește 8 minute [71] [72] .
Pentru a limita temperatura maximă a gazului în funcție de condițiile de funcționare ale dozatorului de gaz, în paralel cu schimbătorul de căldură combustibil-gaz și supapa K13 este instalată o supapă K15 cu clapete de accelerație. Supapa K15 este deschisă la regimurile scăzute, când temperatura gazului din spatele schimbătorului de căldură combustibil-gaz fără bypass poate depăși 120ºС - maximul admis pentru dozatorul de gaz. Pentru a preveni înghețarea uleiului în schimbătorul de căldură de păcură, la pornire, K15 se deschide simultan cu K13. Datorită faptului că debitul minim admisibil al pompei este mai mare decât debitul necesar al motorului în regim de ralanti, a fost efectuată o by-pass de la ieșirea pompei la rezervorul criogenic prin supapa K14 și clapeta de accelerație. În modurile inactiv și scăzut, K14 este deschis. Când generatorul atinge o putere de 2500 kW, supapele K14 și K15 se închid [71] [72] .
Presiunea din receptor este menținută prin modificarea vitezei de rotație a criopompei. Pentru deschiderea optimă a dozatorului de gaz, setarea regulatorului crește ușor de la 1,6 MPa la ralanti la 3 MPa la putere maximă. Datorită faptului că controlul debitului ia în considerare schimbarea presiunii și a temperaturii gazului înainte de distribuitor, nu există cerințe stricte pentru regulatorul de presiune din receptor, ca în sistemul original. Fluctuațiile de presiune din receptor nu afectează funcționarea sistemului de control al motorului. Înainte de oprire, în timp ce motorul se răcește la ralanti, criopompa este adusă la turația minimă. În acest caz, presiunea din receptor este redusă la 0,5 - 0,8 MPa. Un astfel de algoritm de oprire minimizează cantitatea de gaz din receptor atunci când motorul nu funcționează. Rezerva de gaz din receptor, inerția termică a schimbătoarelor de căldură și a sistemelor de ulei fac posibilă funcționarea motorului și răcirea uleiului pentru o perioadă de timp în cazul defecțiunii pompei criogenice. Într-o astfel de situație de urgență, trecerea motorului în regim de ralanti, răcirea și oprirea acestuia nu sunt însoțite de o creștere periculoasă a temperaturii uleiului în motorul și generatorul cu turbină cu gaz [71] [72] .
Motorul cu turbină cu gaz NK-361 cu doi arbori cu o turbină de putere liberă este utilizat ca centrală electrică în unitatea de putere cu turbogenerator GTE-8.3/NK pe o locomotivă cu turbină cu gaz. Motorul a fost creat de Complexul Științific și Tehnic Samara numit după N. D. Kuznetsov pe baza motoarelor cu turboreacție cu trei arbori NK-25 și NK-32 , utilizate pe avioanele cu reacție supersonice Tu-22M și , respectiv, Tu-160 , dar are mai mici dimensiuni și putere [78] [ 31] .
Motorul cu turbină cu gaz este amplasat pe un cadru special în spatele generatoarelor antrenate de acesta, situat pe același cadru cu acesta [3] [37] . În timpul funcționării, se rotește în sensul acelor de ceasornic față de direcția din spatele cabinei [16] . Este format din turbocompresoare cu aer de joasă și înaltă presiune , o cameră de ardere și turbine de putere de înaltă și joasă presiune conectate prin arbori amplasați pe aceeași axă cu turbocompresoare. Turbocompresoarele sunt situate în partea din față a secțiunii, iar turbinele de putere în spate. În fața motorului este amplasată o cameră de admisie a aerului, din care aerul atmosferic este aspirat în motor prin voluta de admisie și forțat de lamele rotative ale turbocompresoarelor, care îi măresc presiunea până la cea de lucru. În camera de ardere, aerul este amestecat cu gazul natural furnizat de duze, iar amestecul rezultat este aprins, datorită căruia este încălzit și expandat. Gazul aprins, sub presiunea generată de expansiune, rotește paletele turbinelor de putere de înaltă și joasă presiune și apoi intră în camera de evacuare din spatele motorului, unde este folosit pentru încălzirea metanului lichid, după care este aruncat prin arbore către afară prin grătarul din acoperişul locomotivei. Turbinele de putere transmit cuplul prin arbori către paletele turbocompresoarelor, iar turbina de joasă presiune și către arborele de antrenare al generatoarelor electrice care trece prin camera de admisie a aerului [79] [80] .
Motorul NK-361 are următorii parametri principali: [2] [81] [16]
| Parametru | Sens |
| Putere maximă, kW | 8300 - 8500 |
|---|---|
| Viteza arborelui de ieșire a turbinei de putere, rpm |
3000 - 6000 |
| Eficiență, % | 27,3 - 31,5 |
| Pierderi ale volutelor de intrare și evacuare, mm apă. Artă. | 100 / 300 |
| Consum total de aer, kg/s | 46,9 - 56,5 |
| Consum total de combustibil la maxim/la ralanti, kg/h |
2202 / 535 |
| Consum total de ulei, kg/h | 0,3 |
| Raportul de compresie al turbocompresorului | 11.58 |
| Temperatura gazului în spatele turbinei, C (K) | 593 - 884 (866 - 1127) |
| Temperatura gazului în spatele turbinei, C (K) | 394 (667) |
| Greutate motor cu cadru și volute, kg | 11 880 |
Pentru a converti energia mecanică de rotație a unei turbine cu gaz în energie electrică, se folosesc generatoare de mare viteză fabricate de Elektrotyazhmash-Privod LLC (Lysva), instalate în fața turbinei și antrenate de aceasta printr-un arbore fără a utiliza o cutie de viteze. Locomotiva cu turbină cu gaz GT1h-001 folosește setul generator ATG-7370/600-6000 U2, care constă din două generatoare amplasate pe o placă de bază comună: un GST de tracțiune 7370-6000-2U2 pentru a alimenta motoarele de tracțiune și un GSV auxiliar. 600-6000-2U2 pentru alimentarea mașinilor auxiliare și a sistemelor de excitare ale generatorului de tracțiune [82] [83] . Pe locomotiva cu turbină cu gaz GT1h-002 se folosește un generator de mare putere GST-7500 / 8150-5400-2U2, care generează energie electrică pentru a alimenta atât echipamentele de tracțiune, cât și echipamentele auxiliare [84] [85] [86] .
Generatoarele sunt mașini electrice trifazate cu excitație independentă prin inele colectoare și înfășurări statorice conectate în stea cu ieșire zero. Generatoarele de tracțiune au două înfășurări statorice deplasate una față de cealaltă cu 30 de grade, din fiecare dintre care curentul este furnizat prin propriul canal. Înfășurările statorului și inelului sunt de izolație de clasa F, în timp ce înfășurarea rotorului este de izolație de clasa H. Generatoarele sunt forțate să aerisească [83] .
Generatoarele au următorii parametri de bază: [82] [84] [83]
| Parametru | Sens | |||||
| GST 7370-6000-2U2 (tracțiune GT1h-001) |
GSV 600-6000-2U2 (auxiliar GT1h-001) |
GST 7500/8150-5400-2U2 (GT1h-002) | ||||
| orar | lung | lung | lung | orar | ||
| putere, kWt | 7370 | 600 | 7500 | 8150 | 8150 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tensiune liniară maximă, V | 1200 | 400 | 623 | |||
| Actual, A | 2×2560 | 2×2390 | 2×720 | 2×5550 | 2×4100 | 2×5550 |
| la tensiune liniară, V | 925 | 990 | 400 | 416 | 623 | 459 |
| Factorul de putere, cos φ, p.u. | 0,9 | 0,6 | 0,92 | |||
| Viteza nominală, rpm (Hz) | 6000 (100) | 5400 (90) | ||||
| Eficiență, % | 96,5 | 91 | 97,0 | |||
| Curent de excitare în regim continuu (maxim), A | 300 | 250 | 290 | |||
| Consum de aer de răcire, m³ | 5.5 | 2 | ? | |||
| Cap total de aer de răcire, nu mai mult de, Pa | 2000 | ? | ||||
| Greutate, kg | 11 050 | 3170 | 13 120 | |||
| Masa totală a unității, kg | 17950 | |||||
Inițial, în secțiunea de propulsie a primei locomotive cu turbină cu gaz GT1, înainte de conversia acesteia în GT1h, a fost instalat un generator diesel SDMO V440K de fabricație franceză auxiliară [87] , conceput pentru a manevra mișcările locomotivei și a alimenta circuitele electrice atunci când turbina cu gaz. motorul este oprit, precum și pentru alimentarea demarorului la pornirea motorului cu turbină cu gaz [3] . Este alcătuit dintr-un motor diesel în linie cu șase cilindri în patru timpi Volvo Penta TAD 1344 GE de producție suedeză cu o putere nominală de 400 kVA (543 CP) și un generator electric sincron trifazat SDMO cu o putere de ieșire de 320 kW. și o tensiune nominală de linie de 400 V [88] . Motorul este echipat cu un sistem de control electronic, un sistem de injecție directă de combustibil, un turbocompresor, un răcitor de aer de supraalimentare de tip aer, un sistem de răcire cu lichid controlat termostatic și injectoare individuale electronice. Motorul este pornit de o acţionare electrică [89] .
Generatorul diesel are următorii parametri principali: [88] [90] [89]
| motor diesel | |
| Parametru | Sens |
| Putere nominală / maximă, kVA | 400 / 440 |
|---|---|
| Viteza nominală, rpm | 1500 |
| Diametrul cilindrului, mm | 131 |
| Cursa pistonului, mm | 158 |
| Volumul, l | 12.78 |
| Rata compresiei | 18.1:1 |
| Consum de combustibil la 75% sarcină, l/h | 63.3 |
| Volumul rezervorului de combustibil, l (kg) | 470 (400) |
| Volumul de ulei din motorul cu filtre, l | 36 |
| Volumul sistemului de răcire cu un radiator, l | 44 |
| Nivel de zgomot, dB | 70 |
| Greutate încărcată, kg | 1325 |
| Dimensiuni diesel, mm | 2279×1105×1631 |
| Generator | |
| Parametru | Sens |
| Putere nominală / maximă, kW | 320 / 352 |
| Faza de tensiune/liniar, V | 230 / 400 |
| Frecvența curentă, Hz | cincizeci |
| Greutatea motorului diesel cu generator, kg | 3238 kg |
| Dimensiuni motor diesel cu generator, mm | 3160×1340×1805 |
După transformarea primei locomotive cu turbină cu gaz în GT1h, în locul unui generator diesel, pe aceasta a fost instalată o baterie de tracțiune cu o tensiune nominală de 480 V [91] .
Pornitor turbinăPentru a porni motorul cu turbină cu gaz pe locomotivele cu turbină cu gaz GT1, se folosește un demaror electric STE-18ST fabricat de JSC Everest-turboservice (Kazan) și JSC Elektroprivod (Kirov). Acest demaror cu o putere nominală de 65 kW a fost dezvoltat inițial pentru motoarele cu turbină cu gaz NK-16ST utilizate în unitățile de compresoare cu gaz pentru a înlocui demaroarele pneumatice care folosesc gaz natural comprimat pentru a porni o turbină cu gaz și ulterior o emite în atmosferă, ceea ce duce atât la consumul excesiv de gaz, cât și și poluează mediul și într-o serie de condiții de funcționare (de exemplu, în zone periculoase) nu îndeplinește cerințele de siguranță. La sfârșitul anului 2006, demarorul a fost testat cu succes și a fost ulterior folosit pentru motorul NK-361, unde, conform condițiilor de funcționare din corpul locomotivei, era necesară și pornirea electrică [92] [93] .
Carcasa demarorului include un motor electric asincron , o cutie de viteze și un ambreiaj cu came. Demarorul funcționează în modul intermitent. Pentru alimentarea cu energie și controlul demarorului, se utilizează o unitate de control BUS-18ST, care convertește curentul alternativ trifazat cu o tensiune nominală de 380V și o frecvență de 50Hz într-un curent de tensiune reglabil de la 0 la 380V și o frecvență reglabilă de la 0 până la 400 Hz. Unitatea de comandă determină pregătirea demarorului pentru funcționare și efectuează diagnosticarea acestuia în timpul funcționării, setează modurile de funcționare ale demarorului cu posibilitatea de a seta parametrii, reglează cuplul acestuia și trimite un semnal de oprire [92] [93] .
Principalii parametri ai demarorului sunt prezentați în tabel: [92] [93]
| Parametru | Sens | |
| Tensiune nominală, V | intrare | 380 |
|---|---|---|
| zi libera | 380 | |
| semnale de control | 27 | |
| Frecvența curentă, Hz | intrare | 0-380 |
| zi libera | 0-400 | |
| Putere nominală, kW | 60-65 | |
| Moment dezvoltat de demaror electric, N*m (kgf*m) |
nominal | 245 (25) |
| maxim | 539 (55) | |
| Curent la cuplul nominal, A | 120 | |
| Viteza arborelui de iesire , rpm |
în modul derulare la rece | 1380 |
| în modul de pornire la cald | 2600 | |
| Dimensiuni totale, mm | incepator | 230 x 440 |
| Unitatea de comandă | 1500 x 1000 x 400 | |
| Greutate, kg | incepator | 57 |
| Unitatea de comandă | 250 | |
Pentru a converti curentul alternativ trifazat de la generatorul de tracțiune în curent continuu pentru a alimenta motoarele de tracțiune pe locomotivele cu turbină cu gaz GT1h, se folosesc redresoare speciale de tracțiune, dezvoltate conform proiectelor individuale pentru fiecare dintre locomotivele cu turbină cu gaz. Motoarele electrice de tracțiune sunt alimentate de redresoare într-un circuit paralel cu o tensiune reglată în mărime, stabilită de sistemul de control cu microprocesor al locomotivei. Redresoarele sunt amplasate în dulapuri și sunt punți de diode trifazate [94] [95] [96] .
Locomotiva cu turbină cu gaz GT1h-001 bazată pe VL15 utilizează două redresoare de tracțiune fabricate de corporația RIF, fiecare dintre ele alimentat de unul dintre cele două canale ale generatorului de tracțiune și convertește curentul pentru șase motoare electrice ale uneia dintre secțiunile cu un tensiune de până la 1200 V prin canale individuale, oferind astfel forța de împingere de reglare axă cu axă [16] . Redresorul este amplasat într-un dulap format din trei compartimente [94] . De asemenea, pe locomotiva cu turbină cu gaz GT1, înainte de înlocuirea generatorului diesel auxiliar cu o baterie de tracțiune, a fost folosit un redresor auxiliar V-TPP-500-460M-U2 [97] pentru a alimenta unul dintre motoarele de tracțiune cu o tensiune de până la 460 V în timpul mișcărilor de manevră ale locomotivei. Redresoarele acestui model sunt folosite și pe locomotive diesel de manevră și mașini de șenile și, conform designului lor, sunt un container cu ventilatoare încorporate [95] .
Locomotiva cu turbină cu gaz GT1h-002 este echipată cu un redresor cu două canale V-TPPD-14.5k-900-U2, care convertește curentul pentru motoarele ambelor secțiuni ale locomotivei printr-un canal generator pe secțiune și le alimentează cu un tensiune de până la 900 V. În plus, împreună cu alimentarea motoarelor de tracțiune, redresorul este utilizat pentru conversia preliminară a curentului furnizat convertorului static auxiliar al locomotivei. Acest redresor este realizat sub formă de dulap și are ventilație externă forțată [96] [98] .
Parametrii principali ai redresoarelor de tracțiune ale unei locomotive cu turbină cu gaz: [94] [95] [96]
| Parametru | Sens | |||
| Tracțiune pe GT1(h)-001 | Derivare pe GT1-001 (V-TPP-500-460-U2) |
Tracțiune pe GT1h-002 (V-TPPD-14.5k-900-U2) | ||
| Tensiune liniară de alimentare , V (real) |
valoare nominala | 1200 | 380 | 623 |
|---|---|---|---|---|
| schimba intervalul | 925 - 1320 | 323 - 418 | 416 - 700 | |
| Frecvența sursei de alimentare, Hz | valoare nominala | 100 | cincizeci | 90 |
| schimba intervalul | 30-100 | 45-55 | 30-100 | |
| Tensiune de ieșire, V | 50-1200 | până la 460 | până la 900 | |
| Numărul de canale de ieșire | 6 | unu | 2 | |
| Curentul redresat al unui canal, A |
valoare nominala | 600 | 500 | 7250 |
| maxim la suprasarcină de 2 minute |
1000 | 700 | 11000 | |
| Eficiență, % | ? | 98 | 99.1 | |
| Dimensiuni totale, mm | 1350×780×1350 | 815×370×532 | 1300×850×1370 | |
| Greutate, kg | 835 | 110 | 1000 | |
Pe boghiurile locomotivei cu turbină cu gaz GT1h-001 sunt instalate motoare de tracțiune cu colector de curent continuu TL-3B cu excitație în serie, două pe boghiu, similare cu cele folosite la locomotiva electrică VL15 originală [5] . Acestea sunt un tip mai puternic de motoare electrice TL-2K utilizate pe locomotivele electrice VL10 și VL11 [6] și sunt interschimbabile cu acestea ca mărime. Puterea nominală pe arborii acestor motoare în locomotiva electrică originală VL15 la o tensiune de colector de 1500 V a fost de 700 kW în modul continuu și 750 kW în modul orar [6] [99] . Totuși, pe locomotiva cu turbină pe gaz GT1, datorită puterii mai mici a centralei, ținând cont de pierderile de energie, aceste motoare dezvoltă în regim de lungă durată o putere de doar 560 kW [100] [16] la o tensiune de intrare . de până la 1200 V [94] , care reprezintă 80% din valoarea nominală în funcție de puterea și tensiunea de pe locomotiva electrică. Motoarele electrice TL-3B au șase poli principali și șase poli suplimentari și o înfășurare de compensare. Înfășurările motorului au izolație clasa F și sunt clasificate pentru tensiuni de până la 3000 V. Motoarele sunt forțate să aerisească [6] .
Pe boghiurile locomotivei cu turbină cu gaz GT1h-002 sunt instalate motoare electrice de curent continuu cu tracțiune colector ED-133A cu excitare secvențială în versiunea climatică UHL1, patru pe boghiu [101] . Aceste motoare sunt fabricate de fabrica din Harkov SE „Electrotyazhmash” [102] și analogii lor structurali EDU-133P fabricați de „Electrotyazhmash-Privod” (Lysva) și PTFK „Uzina de echipamente electrice de transport” (Naberezhnye Chelny) [103] , cu care sunt interschimbabile, utilizate pe locomotivele diesel principale din familiile 2TE116U și 2TE25K și manevrarea TEM7 , TEM9 și TEM18 , unde, de regulă, din cauza restricțiilor privind puterea motorină, dezvoltă putere sub nominală, cu excepția modificărilor 2TE116UD și 3TE25K2M cu un motor diesel cu o putere de 3100 kW. Motoarele electrice ED-133/EDU-133 au patru poli principali și patru poli suplimentari. În versiunea ED-133A, utilizată pe o locomotivă cu turbină cu gaz, acestea sunt echipate cu lagăre de alunecare motor-axiale cu sistem de lubrifiere polster. Ventilația motoarelor electrice se realizează forțat [104] .
Motoarele de tracțiune TL-3B [105] [99] și ED-133A (și analogii lor EDU-133P) [104] [102] [103] au următorii parametri principali:
| Parametru | Sens | |||
| VL15 | GT1h-001 | GT1h-002 | ||
| Tipul motoarelor de tracțiune | TL-3B | ED-133A UHL1 | ||
|---|---|---|---|---|
| Numărul de motoare de tracțiune | 12 | 16 | ||
| Puterea arborelui, kW | în regim continuu | 700 | 560 | 415,6 |
| orar | 750 | ? | 460 | |
| Tensiune, V | în regim continuu | 1500 | 1200 | 508 |
| la viteza maxima | 780 | |||
| Curentul de armatură, A | în regim continuu | 500 | 890 | |
| la viteza maxima | ? | 577 | ||
| Frecvența de rotație, rpm | orar | 790 | ? | 710 |
| în regim continuu | 810 | 617 | 645 | |
| maxim | 1690 | 2320 | ||
| Eficiență, % | în regim continuu | 93.3 | ? | 92 |
| orar | 93 | ? | 91,4 | |
| Dimensiuni (lungime × latime × inaltime), mm | ? | 1268 x 1403,6 x 800 | ||
| Greutate, kg | 5000 | 3100 | ||
În mai 2007, o locomotivă experimentală cu turbină cu gaz GT1-001 a fost trimisă la Kolomna pe teritoriul VNIKTI pentru ajustarea inițială [63] , iar apoi la uzina de reparare a materialului rulant Smyshlyaevsky din regiunea Samara pentru teste pe banc, sub supravegherea specialiștilor de la producătorul de motoare cu turbină cu gaz [106] . În timpul testării, a fost găsită funcționarea incorectă a sistemului de control al alimentării cu combustibil, încălzirea cu gaz și modurile de funcționare ale turbinei cu gaz și generatorului, care la acea vreme era foarte „brută”, drept care locomotiva cu turbină cu gaz a fost declarată nepotrivită pentru conducere. trenuri [13] . În iulie, a fost trimis la Moscova la depozitul de locomotive Likhobory, iar la sfârșitul lunii iulie și începutul lunii august a fost demonstrat la gara Rizhsky [63] , după care a revenit la VNIKTI pentru revizuire. Specialiștii VNIKTI au creat un nou complex hardware și au rescris algoritmii sistemului de control, iar noi teste de reostat au confirmat funcționalitatea acestuia [13] .
În vara anului 2008, locomotiva cu turbină cu gaz a fost transportată la calea ferată Kuibyshev , unde la 4 iulie 2008, a transportat pentru prima dată un tren de marfă cu o greutate de 3.000 de tone pe tronsonul Kinel - Zhigulevskoe [107] . La sfârșitul lunii iulie, s-a întors la Moscova, unde a fost din nou demonstrat la gara Rizhsky la expoziția „Ideea căilor ferate rusești - 2008” [7] [108] . În august, a fost trimis pentru exploatare de probă pe calea ferată Sverdlovsk la depozitul Sverdlovsk-Sortirovochny , unde până în octombrie a aceluiași an a condus trenuri de marfă cu o greutate de până la 6 mii de tone de-a lungul rutei Ekaterinburg - Verkhny Ufaley [109] [110] [63] .
În noiembrie 2008, locomotiva cu turbină cu gaz a fost transportată la calea ferată din Moscova la depozitul Bekasovo-Sortirovochnoye . În decembrie, a făcut călătorii experimentale cu trenuri de marfă de-a lungul rutei Bekasovo - Vekovka și înapoi, conducând trenuri cu o greutate de până la 8.300 de tone, iar pe 20 decembrie a condus un tren cu o greutate de 10.000 de tone de 116 vagoane pe tronsonul Rybnoe - Perovo [5] [13] . La sfârșitul anului, locomotiva cu turbină cu gaz a fost demonstrată la gara Moskovsky din Sankt Petersburg [7] , iar la începutul anului 2009 a fost trimisă pentru testare la inelul Shcherbinsky al VNIIZhT , prin care pe 23 ianuarie pentru prima dată a transportat un tren de marfă cu o greutate de 15 mii de tone (159 de vagoane), care a devenit un record mondial atât pentru locomotivele cu turbină cu gaz, cât și pentru locomotivele autonome cu o singură centrală [4] După aceea, la începutul anului 2009, a realizat o serie de călătorii de-a lungul rutei Bekasovo - Vekovka [13] , iar în iulie același an, pe tronsonul Rybnoye - Perovo , a condus un tren cu o masă de 10 mii de tone. Pe baza rezultatelor deplasărilor experimentale, a fost identificată necesitatea rafinării sistemului de combustibil pentru a reduce timpul de pregătire a unei locomotive cu turbină cu gaz pentru funcționare [4] , a îmbunătăți fiabilitatea pompelor și a asigura epuizarea completă a rezervelor de combustibil, deoarece după reducerea rezervelor de combustibil la 3,5 - 4 tone, problemele cu alimentarea cu combustibil au început în cantitatea potrivită. În a doua jumătate a anului 2009 și în 2010, locomotiva cu turbină cu gaz a suferit o modernizare a sistemului de combustibil la VNIKTI [13] .
Din decembrie 2010 până în februarie 2011, a fost reluată exploatarea de probă a unei locomotive cu turbină cu gaz cu trenuri de marfă cu o greutate de până la 12 mii de tone pe ruta Bekasovo - Vekovka , timp în care locomotiva a parcurs 5 mii de kilometri [111] . În septembrie 2011, locomotiva cu turbină cu gaz a luat parte la parada trenurilor de pe inelul VNIIZhT, în cadrul expoziției internaționale de căi ferate Expo 1520 , unde la 7 septembrie 2011 a transportat pentru prima dată un tren de marfă cu o greutate de 16 mii de tone (170 vagoane), stabilind un nou record mondial în rândul locomotivelor autonome cu o singură centrală [112] . Ulterior, locomotiva cu turbină cu gaz a luat parte la o paradă similară a trenurilor pe același inel în septembrie 2013, dar fără tren de marfă. Ulterior, până la sfârșitul anului 2012, locomotiva cu turbină cu gaz a fost la VNIKTI și a fost testată la depoul Bekasovo-Sortirovochnoye [113] .
În decembrie 2012, locomotiva cu turbină cu gaz GT1h-001 modernizată a ajuns la Ekaterinburg pentru funcționare permanentă pe calea ferată Sverdlovsk [7] , care are secțiuni neelectrificate destul de lungi, cu pante semnificative. Locomotiva a intrat în depozitul de locomotive operațional Egorshino , iar întreținerea ei a fost organizată la depozitul de reparații de locomotive Artyomovsky [113] . O stație de distribuție a gazelor cu echipament criogenic pentru lichefierea gazelor naturale și o stație de alimentare a fost construită special pentru realimentarea locomotivelor cu turbină cu gaz și a locomotivelor diesel pe gaz lângă CHPP Novosverdlovskaya de lângă Ekaterinburg, situată lângă gara Energeticheskaya [7] . În plus, dacă este necesar, realimentarea locomotivelor cu turbine cu gaz, ca și înainte, ar putea fi efectuată de la cisterne importate pe teritoriul depozitului și stațiilor [63] .
De la începutul anului 2013, exploatarea locomotivei cu turbină cu gaz a început sub supravegherea specialiștilor VNIKTI, care au însoțit toate zborurile locomotivei. În ianuarie, a efectuat călătorii de probă cu rezervă și a condus trenuri de marfă cu greutate redusă de 2,3 și 4,5 mii de tone pe tronsonul electrificat din Yegorshino - Alapaevsk (60 km), iar în februarie a condus pentru prima dată un tren cu o greutate de 6,1 mii de tone. pe Aparatură - Berezit - Egorshino - Alapaevsk - Serov-Sorting (407 km) [114] . În luna mai a aceluiași an, locomotiva din aceeași secțiune a efectuat un tren cu o masă crescută de 9 mii de tone [115] . În cursul operațiunii controlate în 2013, GT1h-001 a condus 28 de trenuri grele cu o greutate de până la 9 mii de tone pe această secțiune [116] . În viitor, locomotiva a continuat să conducă trenuri în mod regulat pe o secțiune mai scurtă Serov-Egorshino cu o lungime de 302 km [7] , iar apoi locomotiva cu turbină cu gaz a fost schimbată cu o locomotivă electrică.
În timpul funcționării locomotivei, cea mai mare critică a fost cauzată de pompa de combustibil criogenică elvețiană, care a funcționat la limita capacității sale în ceea ce privește volumul de alimentare cu combustibil și nu a realizat durata de viață prescrisă. În mai 2017, locomotiva cu turbină cu gaz a fost transportată temporar la Kolomna la VNIKTI pentru a înlocui pompa elvețiană cu una rusească îmbunătățită și mai eficientă și pentru a efectua teste reostatice [63] . Până la începutul anului 2018, locomotiva a revenit în funcțiune cu o nouă pompă [76] .
A doua locomotivă cu turbină cu gaz construită de uzina Lyudinovsky a fost demonstrată pentru prima dată în septembrie 2013 la expoziția Expo 1520 din Shcherbinka pe teritoriul depozitului inelului VNIIZhT [26] , de-a lungul căreia a condus prima locomotivă cu turbină cu gaz ca parte a paradei. a trenurilor [26] . După ajustarea la VNIKTI și testarea inițială, locomotiva a fost trimisă la calea ferată Sverdlovsk în mai 2014, împreună cu locomotiva pe gaz și diesel TEM19 [63] , iar în iunie a ajuns la depoul Yegorshino, unde a fost operată prima locomotivă și aproape pana la sfarsitul anului a fost testat de rezerva [117 ] .
În decembrie 2014, locomotiva a fost transportată la Căile Ferate din Moscova pentru curse de testare, iar pe 13 decembrie, sub controlul specialiștilor și conducerea Căilor Ferate Ruse, a transportat un tren de marfă cu o greutate de 9 mii de tone de-a lungul rutei Rybnoe - Orekhovo-Zuyevo [118] . Apoi locomotiva a fost transferată la VNIKTI din Kolomna și în vara anului 2015 a fost testată pe linia Golutvin-Ozyory [63] , iar în septembrie 2015 a participat la parada trenurilor pe inelul VNIIZhT din Shcherbinka în timpul următorului Expo 1520 . expoziție [26] .
În octombrie 2015, locomotiva cu turbină cu gaz s-a întors pe drumul Sverdlovsk la depoul Egorshino pentru a începe să conducă trenuri de marfă [119] . Pe 12 noiembrie, a condus un tren greu de probă cu o greutate de 9 mii de tone pe o secțiune scurtă electrificată a Yegorshino - Alapaevsk [120] , și în curând a început să conducă trenuri de o masă similară pe ruta Yegorshino - Serov-Sortirovochny împreună cu primul gaz. locomotivă cu turbină [121] . În timpul funcționării de probă, locomotiva a primit o evaluare pozitivă din partea mecanicilor, inclusiv din cauza posibilității de a porni în sus cu un tren greu [122] .
În martie 2016, locomotiva cu turbină cu gaz a fost transferată temporar din Sverdlovsk în regiunea Tyumen [123] pentru teste preliminare pe tronsonul mai lung Surgut - Voynovka cu o lungime de 699 km, iar după ceva timp, pe 23 mai, a făcut o singură dată. călătorie cu un tren de marfă de 100 de vagoane cu o greutate de 8,5 mii tone pentru a testa posibilitatea de a circula pe acest tronson de trenuri grele fără realimentare [124] . În vara anului 2016, locomotiva cu turbină cu gaz a fost din nou transportată la VNIKTI pentru testarea certificării [125] . La începutul anului 2017 a primit un certificat de conformitate cu cerințele reglementărilor tehnice ale Uniunii Vamale [126] și din februarie a continuat să funcționeze pe tronsonul Yegorshino-Serov, lungime de 302 km, deja în derulare [ 127] .
În perioada august-septembrie 2017, locomotiva cu turbină cu gaz GT1h-002 a fost suspendată temporar din exploatare pentru a participa la expoziția Expo 1520 din Shcherbinka ca expoziție statică [26] . În plus, în noiembrie 2017, a efectuat două călătorii experimentale cu trenuri pe ruta Voinovka-Surgut cu o lungime de 699 km [128] , iar la sfârșitul lunii iulie 2018 au început călătoriile pe continuarea acestei linii de-a lungul Surgut- Traseul Korotchaevo cu o lungime de 636 km, timp în care o locomotivă cu turbină cu gaz a condus un tren cu o greutate de 7.000 de tone fără realimentare pe întregul traseu, iar apoi 9.000 de tone pe o porțiune mai scurtă a Limbey-Surgut (532 km) [129] . În 2019, ambele locomotive cu turbină cu gaz au făcut o călătorie experimentală cu un tren de marfă de-a lungul rutei Yegorshino-Gubakha [63] [130] .
Funcționarea locomotivei cu turbină cu gaz GT1h-002 în ansamblu a arătat o fiabilitate destul de ridicată a acestei locomotive și rentabilitatea utilizării acesteia la conducerea regulată a trenurilor grele, deși au apărut periodic defecțiuni în funcționarea componentelor individuale ale locomotivei. Cel mai mare număr de defecte și defecțiuni în funcționare a fost constatat în sistemul de alimentare cu combustibil și pompa de combustibil criogen (31,2%), unități individuale de echipamente mecanice (23%), motoare de tracțiune (18,1%) și echipamente de autofrânare (8,4%). , în același timp, funcționarea motorului cu turbină cu gaz nu a provocat nicio reclamație [131] . Pompa de combustibil de fabricație elvețiană, ca și cea a primei locomotive, a funcționat la limită și nu a rezistat duratei de viață stabilite [132] , iar motoarele de tracțiune ED133 de fabricație ucraineană au avut un scurtcircuit între tururi în înfășurări [101] . În plus, au existat defecțiuni periodice în funcționarea dispozitivelor de siguranță, a stațiilor radio, a iluminatului și a sistemului de control al locomotivei [133] [131] . Din primăvara anului 2020, ambele locomotive cu turbină cu gaz erau în întreținere - prima era în curs de întreținere, iar a doua trebuia să înlocuiască pompa criogenică [75] .
Dificultăți în exploatare au apărut și la realimentarea locomotivelor cu turbină cu gaz cu gaz lichefiat. Singura uzină de lichefiere a gazelor cu un punct de realimentare a locomotivei de la CHPP Novosverdlovskaya de lângă Ekaterinburg a fost situată departe de stația Apparatnaya pe căi non-publice, pe care RZD a fost taxat. După ceva timp, a fost complet îndepărtat de la locul operațional, deoarece toate trenurile grele de marfă la sud de Yegorshino au început să urmeze Kamensk-Uralsky sub tracțiune electrică, iar linia Yegorshino-Apparatnaya, lungă de 106 km, nu a mai fost deservită de locomotive cu turbină cu gaz. [133] . Acest lucru a dus la faptul că realimentarea locomotivelor necesita transportul acestora, ceea ce era costisitor din punct de vedere al timpului și al banilor. În plus, din cauza scăderii consumului de GNL de către principalii consumatori în timpul verii, furnizorul și-a redus volumele de producție, iar acesta nu a fost suficient pentru a alimenta locomotivele cu turbine cu gaz. Din aceste motive, depozitul Yegorshino a trebuit să aranjeze alimentarea locomotivelor la fața locului din cisterne transportabile livrate din Perm, ceea ce a necesitat și achiziționarea de echipamente de realimentare și pregătirea lucrătorilor din depozit [134] .
O altă dificultate a fost imposibilitatea depozitării pe termen lung a GNL la bordul locomotivelor, din cauza creșterii treptate a temperaturii și gazeificării acestuia și, ca urmare, a creșterii presiunii. Înainte de a fi puse în întreținere pe termen lung, locomotivele cu turbine cu gaz trebuie să pompeze complet combustibil într-un alt rezervor criogenic - altfel presiunea gazului crește peste norma și excesul său trebuie evacuat în atmosferă, ceea ce reprezintă un pericol pentru mediu și duce la pierderi economice. Ca o soluție la această problemă, la depozitul Egorshino a început realimentarea cu GNL între locomotivele cu turbină cu gaz și locomotiva de manevră cu gaz și motorină TEM19 [ 74] .
În viitor, este planificată organizarea funcționării unor locomotive similare cu turbină cu gaz pe linia Voinovka-Surgut-Korotchaevo și, în viitor, pe rutele căii ferate latitudinale de nord Obskaya -Korotchaevo în construcție. Acest lucru necesită construirea de stații de lichefiere a gazelor naturale și stații de realimentare pentru locomotivele cu gaz natural la principalele stații de pe acest traseu. De la sfârșitul anilor 2010, conducerea Căilor Ferate Ruse nu a putut ajunge la un acord cu Gazprom privind construcția acestor instalații, ceea ce a dus la o stagnare în dezvoltarea ulterioară a proiectului de locomotivă cu turbină cu gaz [133] [131] [35 ] .
| Locomotive cu turbină cu gaz din URSS și spațiul post-sovietic | |
|---|---|
| * - Proiecte nerealizate de locomotive cu turbine cu gaz | |
