Статьи

Модернизация с учетом жизненного цикла тепловозов

Введение Старение парка локомотивов Украины и ухудшение их технического состояния ведет к возрастанию затрат на эксплуатацию и снижение конкурентоспособности отрасли в целом по сравнению с другими видами транспорта. Одним из вариантов обновления парка локомотивов
10.03.16
Комментариев 0
Обсудить
Просмотров
2 885

Оцените изложенный материал


Введение

Старение парка локомотивов Украины и ухудшение их технического состояния ведет к возрастанию затрат на эксплуатацию и снижение конкурентоспособности отрасли в целом по сравнению с другими видами транспорта. Одним из вариантов обновления парка локомотивов является частичная или комплексная модернизация, которая позволит улучшить эксплуатационные качества с одновременным снижением затрат на содержание подвижного состава.

Постановка проблемы

Модернизация существующего подвижного состава (ПС) требует учета многих факторов, которые влияют на его эксплуатацию, на протяжении всего жизненного цикла. При эксплуатации модернизированных маневровых тепловозов возникает необходимость выбора и корректировки системы технической эксплуатации (ТЭ) для снижения затрат на перевозочный процесс с сохранением качества перевозок. Помимо этого, ТЭ как составляющая часть жизненного цикла существенно влияет на его стоимость и применение рациональной системы, ТЭ позволяет снизить затраты на втором этапе жизненного цикла. Для выбора рационального варианта системы ТЭ необходимо выбрать критерий сравнения различных систем, которые могут применяться для данного вида подвижного состава.

Результаты

В последнее время как в нашей стране, так и за рубежом много внимания уделяется вопросам жизненного цикла подвижного состава. Трактовка самих понятий «жизненный цикл подвижного состава» и «стоимость жизненного цикла» в различных источниках (ГОСТах, ДСТУ и т. д.) разнообразна. В результате анализа различных нормативных документов и научных работ под термином «жизненный цикл» в данной работе подразумевается время существования типа подвижного состава от момента идеи его создания до момента утилизации последней единицы данного подвижного состава.

Согласно в жизненном цикле локомотива можно выделить три этапа (рис. 1):

  • первый (разработка и производство);
  • второй (техническая эксплуатация);
  • третий (утилизация).
Этапы жизненного цикла локомотива Рис. 1 - Этапы жизненного цикла локомотива

Рассмотрим каждый из этапов жизненного цикла подвижного состава и остановимся лишь на основных моментах, которым, с нашей точки зрения, уделяется недостаточно внимания.

Для модернизированного подвижного состава первый этап начинается с исследовательских и маркетинговых работ по возможным способам продления срока службы конкретной серии локомотивов. При этом необходимо учитывать не только зарубежный и отечественный опыт в модернизации выбранных серий тепловозов, но и возможности предприятия, на котором будет производиться модернизация, и выполняться требования заказчика. Значимым является и разработка проекта модернизации и нормативно-технической документации к нему.

Особенно большое внимание необходимо уделить техническому заданию на модернизированный тепловоз, поскольку дальнейшая приемка модернизированного локомотива будет осуществляться на соответствие показателей, заявленных в нем. После процедуры согласования и утверждения проекта проводится модернизация локомотива с последующим циклом испытаний (рис. 2).

Первый этап жизненного цикла ПС при проведении комплексной модернизации Рис. 2 - Первый этап жизненного цикла ПС при проведении комплексной модернизации

Особое внимание при проведении испытаний необходимо уделить разработке, согласованию и утверждению Программы приемочных испытаний. От ее полноты и точности зависит качество приемки тепловоза и расходы, связанные с испытаниями. Часть испытаний можно заменить расчетами, аналогично проводимым на предприятиях ведущих производителей железнодорожной техники. В программе приемочных испытаний модернизированных локомотивов обязательно должны быть включены эксплуатационные испытания на работоспособность, суть которых заключается в оценке качества как конструкции тепловоза, так и самой сборки на предприятии. Проведение их позволит найти много ответов на недоработки как конструкционные, так и технологические.

Рассмотрим второй этап жизненного цикла (рис. 3).

Техническая эксплуатация локомотива — это комплекс мероприятий, направленных на эксплуатацию и содержание локомотива в исправном состоянии с минимальными расходами ресурсов. Эффективность технической эксплуатации позволяет обеспечивать перевозочный процесс исправными локомотивами с минимальным уровнем расходов в течение всего жизненного цикла.

Второй этап жизненного цикла модернизированного тепловоза Рис. - Второй этап жизненного цикла модернизированного тепловоза

При технической эксплуатации подвижного состава можно выделить три основные составляющие:

  • эксплуатационная работа;
  • о обслуживание и ремонт;
  • комплекс мер по восстановлению и улучшению свойств локомотива путем проведения капитальных ремонтов и модернизаций.
При эксплуатации модернизированного подвижного состава необходимо уделить внимание выбору рациональной системы ТЭ. Для этого недостаточно выбрать вид, характеристики работы и рациональные межремонтные пробеги, их необходимо еще внести в соответствующие нормативные документы ГАЖТ Украины «Укрзализныця».

Эксплуатация исследовательских образцов модернизированного подвижного состава также связана еще и с проведением эксплуатационных испытаний на надежность и экономическую эффективность. Это потребует разработки и соответствующего согласования полной программы соответствующих испытаний.

Также во время эксплуатации необходимо проводить уточнение расчетов по стоимости жизненного цикла модернизированного подвижного состава.

Поскольку данные модернизированные локомотивы в подавляющем большинстве относятся одновременно и ко второму, и к четвертому поколениям, то существующая система обслуживания и ремонта не совсем подходит для них. Поэтому необходимо разработать новую концепцию по их обслуживанию и ремонту.

Как при эксплуатации, так и при обслуживании и ремонте необходимо обучение и повышение квалификации машинистов и ремонтного персонала.

Третий этап для любого вида подвижного состава заключается в выводе единицы подвижного состава из эксплуатации и последующей утилизации путем ее безопасной разборки.

Рассмотрим более подробно некоторые вопросы технической эксплуатации маневровых тепловозов ЧМЭЗМ, модернизированных дизелем Caterpillar.

В течение всего времени второго этапа жизненного цикла маневровый тепловоз (МТ) может находиться в разных состояниях, которые можно сгруппировать в единый массив Э. Количество состояний и их взаимосвязь зависят от принятой системы ТЭ. Массив Б можно представить в виде графа состояний. Для существующей в Украине системы ТЭ МТ на магистральном железнодорожном транспорте она будет иметь вид, приведенный на рис. 4.

Граф состояний маневрового тепловоза во время технической эксплуатации Рис. 4 – Граф состояний маневрового тепловоза во время технической эксплуатации

S1 - ожидание; S2 - эксплуатация; S3 – ТО2; S4 - экипировка; S5 – ТО3; S6 – ТО4; S7 – ТО6; S8 – НР (неплановый ремонт); S9 – ПР1; S10 – ПР2; S11 – ПР3; S12 – ТО5; S13 – КР1; S14 – КР2; S15 - консервация; S16 - КРП; S17 – модернизация.

Распределение состояний между системами эксплуатации или технического обслуживания и ремонта (ТОР) целесообразно проводить по критерию отношения локомотива к различным группам парка. Состояния 51-54 относятся к системе эксплуатации (МТ находится в исправном состоянии и относится к эксплуатируемому парку). Другие состояния относятся к системе ТОР.

Для решения задачи определения нахождения МТ во время ТЭ в том или другом состоянии по рекомендациям составим систему уравнений, решение которых позволит узнать вероятность нахождения МТ в каждом из состояний. Для сравнения различных систем ТЭ тепловозов ЧМЭ3 были проведены расчеты по трем различным системам ТОР.

В качестве первой системы была выбрана действующая система ТОР, введенная приказом Укрзализныци от 30.06.2010 № 093-ЦЗ для тепловозов ЧМЭЗ, которые эксплуатируются в пределах нормативного срока службы и для которых не проводится ПР-2.

Для второй системы была выбрана система, утвержденная приказом Укрзализныци от 31.01.2005 № 030-Ц, для тепловозов ЧМЭЗ, которые эксплуатируются в пределах нормативного срока службы и для которых проводится ПР-2.

Третья система рекомендована производителем для применения в отношении модернизированных МТ ЧМЭЗМ.

Время нахождения тепловоза в состояниях S1-S4 было принято одинаковое для всех систем ТЭ. Простой на неплановых ремонтах и средняя наработка до непланового ремонта были также принятыми одинаковыми для всех систем. Это связанно с необходимостью постановки систем ТЭ в равные условия, при применении на практике данного подхода, эти параметры принимаются исходя из фактических условий эксплуатации.

Граф состояний для второй системы ТЭ МТ ЧМЭЗ аналогичен графу, приведенному на рис. 4, за исключением состояний 516 и 517. Особенностью первой и второй систем ТЭ является эксплуатация МТ без проведения ПР2. Поэтому для этих систем граф состояний будет равен графу состояний для второй системы, за исключением состояния ЭЮ.

Система уравнений по определению вероятности нахождения маневрового тепловоза в различных состояниях технической эксплуатации решалась с применением современных программ МаФСаб и МаНаБ..

В качестве критерия сравнения систем ТЭ МТ целесообразно выбрать вероятность нахождения МТ в состоянии эксплуатации, т. к. именно в этом состоянии локомотивом выполняется полезная работа. Как следует из приведенных расчетов, этот показатель наибольший в третьей системе.

Выводы

При модернизации подвижного состава на первом этапе жизненного цикла необходимо уделять особое внимание не только анализу существующих подходов к модернизации, но и разработке технического задания на МТ. При проведении приемочных испытаний модернизированного тепловоза необходимо разработать рациональную программу приемочных испытаний, в которую должны быть включены эксплуатационные испытания на работоспособность.

При использовании третьей системы ТЭ МТ имеет наибольшую вероятность нахождения в состоянии эксплуатации, т. е. по критерию вероятности нахождения в эксплуатации она будет наиболее оптимальной.

Используя критерий вероятности нахождения в эксплуатации можно оценить несколько разных стратегий ТЭ локомотивов, которые имеют различные эксплуатационные условия, различную систему ТОР.

Для повышения точности сравнения необходимо накопление статистических данных по условиям работы, надежности функционирования, фактических межремонтных интервалов и простоев на плановых и неплановых технических обслуживаниях и ремонтах.

Автор статьи: А. П. ФАЛЕНДИШ, А. Я. СУМЦ0В, 0. В. КЛЕЦЬКА

Обсудить
Просмотров
2 885
Подпишись на нашу рассылку лучших статей о технике
Подписалось
17
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Войти через: